混合型超級電容器的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、在過渡金屬氧化物中MnO2由于其理論比電容較高、環(huán)境友好、安全、來源廣泛且價格低廉等優(yōu)點(diǎn)成為了一種有前途的電極活性材料，而石墨烯由于較大的比電容、較小的電阻率，較高的電子遷移率以及卓越的電化學(xué)穩(wěn)定性而廣泛的應(yīng)用于超級電容器中。實(shí)驗(yàn)利用水熱法制備正極活性材料，以還原氧化石墨烯（RGO）為負(fù)極活性材料，組裝即獲得性能良好的混合型超級電容器。
　　采用水熱法制備正極活性材料，根據(jù)正交表確定最佳反應(yīng)條件：反應(yīng)物濃度為0.05 mol/L，

2、水熱時間10 h，水熱溫度150℃，pH值7，反應(yīng)物比例1：1，由此獲得的MnO2比電容為66 F·g-1，摻雜Fe元素或是Ni元素都可以提高活性材料的比電容，4 mol％Fe-MnO2的比電容為119 F·g-1，而2 mol%Ni-MnO2的比電容可達(dá)111 F·g-1，繼續(xù)復(fù)合RGO，4 mol%Fe-MnO2/2 wt%RGO的比電容為144 F·g-1，而2 mol%Ni-MnO2/2 wt%RGO的比電容也提高了23%，由此

3、可以發(fā)現(xiàn)，摻雜Fe元素、Ni元素或是復(fù)合RGO都可以有效的提高M(jìn)nO2的電化學(xué)性能。
　　利用Hummers法制備GO并通過水熱法在180℃反應(yīng)24 h得到RGO，利用XRD、TEM及FT-IR對GO及RGO進(jìn)行表征可以確定其形貌結(jié)構(gòu)，通過電化學(xué)工作站可以測得RGO的比電容為110 F·g-1。
　　根據(jù)兩極的電荷守恒進(jìn)行正、負(fù)極質(zhì)量匹配，以4 mol%Fe-MnO2/2 wt%RGO、2 mol%Ni-MnO2/2 wt%