模板法制備新型超級(jí)電容器電極材料及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、學(xué)號(hào)：08101120常州大學(xué)碩士學(xué)位論文模板法制備新型超級(jí)電容器電極材料及其電化學(xué)性能研究研究生高蘭指導(dǎo)教師陳智棟教授許娟副教授學(xué)科、專業(yè)名稱化學(xué)工藝研究方向應(yīng)用電化學(xué)2011年5月I中文摘要超級(jí)電容器是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型儲(chǔ)能元件，其具有較高能量密度和功率密度以及較好的循環(huán)使用壽命，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前對(duì)超級(jí)電容器的研究主要集中于對(duì)電極材料的研究上。電化學(xué)比電容是衡量電極材料儲(chǔ)能性能的重要手段。電極材料的比電

2、容與納米材料的孔徑大小和孔容有密切的關(guān)系。本論文分別采用“軟、硬”模板法合成了具有不同形貌結(jié)構(gòu)和孔徑分布的電極材料，并利用TGA、XRD、SEM、TEM和BET等技術(shù)對(duì)電極材料的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，采用循環(huán)伏安(CV)、恒電流充放電和電化學(xué)阻抗(EIS)等測(cè)試技術(shù)對(duì)材料的電化學(xué)電容性能進(jìn)行表征。主要研究?jī)?nèi)容如下：1、分別以CoCl26H2O、NiCl26H2O和MnCl24H2O為原料，NH3H2O為沉淀劑，AAO為“硬”模板，采用

3、簡(jiǎn)單的化學(xué)沉淀法，通過(guò)考察原料的濃度及浸入時(shí)間，沉淀劑的濃度及浸入時(shí)間制備了Co(OH)2、Ni(OH)2和Mn(OH)2前軀體，經(jīng)熱處理得到Co3O4、NiO和MnO2納米管。Co3O4納米管的孔徑分布在40～100nm，比表面積為218m2g，將其應(yīng)用于超級(jí)電容器具有較好的超電容性能和較好的循環(huán)穩(wěn)定性，比電容可以達(dá)到574Fg，循環(huán)充放電1000圈后的比電容仍然可以達(dá)到552Fg，具有較長(zhǎng)的循環(huán)使用壽命；NiO納米管的比表面積為23

4、9m2g，電化學(xué)比電容最大可以達(dá)到266Fg；MnO2納米管的比表面積為179m2g，電化學(xué)比電容最大可以達(dá)到566Fg，循環(huán)充放電1000圈后比電容維持在90%以上。2、以P123(聚環(huán)氧乙烯醚聚環(huán)氧丙烯醚聚環(huán)氧乙烯醚三嵌段共聚物，即EO20PO70EO20，平均分子量5800)為“軟”模板，采用簡(jiǎn)單的化學(xué)沉淀法制備了Co3O4納米材料。研究結(jié)果表明，電極材料具有較好的超電容性能，P123濃度從0gL增加到50gL時(shí)，材料的比電容增加