碳納米管超級電容器研究.pdf

1、超級電容器是一種新型儲能裝置，它結(jié)合了傳統(tǒng)電容器高功率和二次電池高比能量的優(yōu)點，在移動通信、消費電子、電動汽車和國防科技等領(lǐng)域具有重要和廣闊的應(yīng)用前景，在世界范圍內(nèi)引起了極大關(guān)注。超級電容器的研究，主要集中在高性能電極材料和電極的制備上。本文選定碳納米管及碳納米管與金屬氧化物的復(fù)合物作為超級電容器的電極材料，制備了碳納米管電極、二氧化錳電極、碳納米管/二氧化錳復(fù)合電極、碳納米管/氧化鎳復(fù)合電極，對材料進行了相關(guān)的 SEM表征、XRD分析

2、，采用所制備的材料組裝成電容器，進行了恒流充放電測試。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用化學(xué)氣相沉積的方法制備了碳納米管，并將其作為電極材料組裝成電容器，測試結(jié)果表明，充放電曲線接近理想電容，可逆性良好，等效串聯(lián)電阻較小。CNT電極材料比電容為7.81mF/cm2，其等效串聯(lián)電阻為1.3?，體現(xiàn)出雙電層電容的特性。⑵采用化學(xué)沉積的方法制備了二氧化錳粉末，并將其作為電極材料組裝成電容器，測試結(jié)果表明， MnO2電極比電容為573.41

3、mF/cm2，等效串聯(lián)電阻為63.5?，體現(xiàn)出贗電容的特性。⑶采用固相混合的方法制備了碳納米管與二氧化錳的復(fù)合材料，研究了復(fù)合材料組成比例對電容的影響,二氧化錳與碳納米管質(zhì)量比分別為80:20、70:30、60:40的復(fù)合材料在1.89mA的充電電流下比容量分別為2230mF/cm2、955mF/cm2和566 mF/cm2，等效串聯(lián)電阻分別為48.6?、39.5?和30.2?。CNT/MnO2電極的比電容高于MnO2電極，而且具有更小

4、的等效串聯(lián)電阻，可見氧化錳中摻入碳納米管可以提高氧化錳的電容，降低其電阻。另外，結(jié)果也表明MnO2含量越高，容量越高，內(nèi)阻越高。⑷采用化學(xué)沉積的方法制備了碳納米管與二氧化錳的復(fù)合材料。研究了沉積時間對電容器性能的影響。沉積時間為60min和120min的復(fù)合材料在1.25mA充放電電流下比電容分別為91.21mF/cm2和127.5mF/cm2。二氧化錳沉積時間較長的材料電容較大，但沉積時間過長會影響電極材料與基底的附著性。⑸采用磁控濺