碳紙基MnO2復(fù)合薄膜電極材料的制備及性能研究.pdf

1、超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器與化學(xué)電源之間的一種新型儲(chǔ)能元件，因其具有充電時(shí)間短、環(huán)境污染少、功率密度高、工作溫度范圍寬和貯存壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，而具有廣闊的應(yīng)用前景，并引起了世界各國(guó)科學(xué)家的廣泛關(guān)注。本文以碳紙為基體，通過(guò)氧化還原法制備納米MnO2（二氧化錳），兩者形成新的復(fù)合薄膜電極材料，并通過(guò)恒流充放電、循環(huán)伏安（CV）、交流阻抗譜等手段系統(tǒng)的研究和分析了不同碳基體刻蝕時(shí)間（0.5～3 h）和不同高錳酸鉀離子配比濃度（0.2～0.4 mo

2、l）在80°C恒溫的反應(yīng)環(huán)境下所制備的電極材料的電化學(xué)性能。
　　（1）恒溫水浴80℃，氧化還原混合溶液配比濃度為0.2 mol，碳紙基體沉積時(shí)間1h下制備的薄膜電極樣品具有最優(yōu)異性能。
　　（2）沉積時(shí)間3 h，H2SO4(濃)和KMnO4混合溶液配比濃度為0.2 mol(MnO2的擔(dān)載量為0.0230 g·m-2)時(shí)，碳紙基納米MnO2薄膜電極擁有149.5 F·g-1的最高比電容。
　?。?）交流阻抗測(cè)試發(fā)現(xiàn)，四

3、種樣品的電荷傳遞電阻順序?yàn)?.2 mol>0.3 mol>0.4 mol>0.1 mol，說(shuō)明0.2 mol濃度下所制備的電極樣品內(nèi)阻最小，其材料內(nèi)部形成的孔隙結(jié)構(gòu)更有利于電荷由電解液向電極傳遞。
　?。?）在碳紙基體上電沉積時(shí)間1 h后制備的納米MnO2薄膜電極具有最好的穩(wěn)定性。當(dāng)掃描速率從5 mV/s增加到10 mV/s時(shí)，比電容衰減了8.8％；當(dāng)掃描速率增加到20 mV/s時(shí)，比電容衰減了22.3%；掃描速率從5 mV/s增