過渡金屬氧化物超級電容器.pdf

1、超級電容器作為一種新型儲能裝置，與蓄電池相比具有較高的比功率，與傳統(tǒng)的電容器相比具有較高的比能量，且容量大、運行溫度范圍寬、循環(huán)壽命長，引起了人們的廣泛關(guān)注。它將在計算機電池、消費電子、電動汽車、航空航天等方面發(fā)揮重要作用。 在幾種超級電容器電極材料(各種形態(tài)的碳材料、導電聚合物和過渡金屬氧化物)中，過渡金屬氧化物材料已經(jīng)吸引了人們的興趣。RuO<,2>.xH<,2>O<,2>有高達740F/g的比容量，但由于氧化釕價格昂貴，不

2、宜實現(xiàn)商品化，這使人們致力于尋找一些成本低廉、對環(huán)境友好的過渡金屬氧化物電極材料來代替氧化釕。NiO、MnO<,2>被認為是合適的材料，有著與RuO<,2>xH<,2>O<,2>相似的功能，而且相對安全、價格便宜、資源豐富。另外，探討了TiO<,2>的電化學性能。 本論文首先介紹了超級電容器的儲能機理、特點、應用范圍等，然后說明了NiO、MnO<,2>和TiO<,2>的制備，并對其超級電容器性能分別進行了系統(tǒng)的研究，得出如下結(jié)論

3、： 1．通過固相反應制得的超級電容器材料NiO，有典型的電化學電容行為，單電極電位窗口最大為0.5～0.45V，；當電位窗口為-0.3～0.45V時，初始比容量達到120F/g，平均比容量109F/g，充放循環(huán)200次后比容量仍保持82％。 2．對摻Cu的NiO的電容性能進行了研究，當Ni與Cu的物質(zhì)的量比為100：1時，NiO有較好的放電性能，初始比容量達到139F/g，平均比容量116Fig。 3．對摻Bi的

4、NiO的電容性能進行了研究，當Ni與Bi的物質(zhì)的量比為100：10時，比容量范圍在157～136 F/g，平均比容量為143 F/g，比不摻的提高了31.2％。 4．通過低溫固相反應，分別用NaOH和Mn(Ac)<,2>·4H<,2>O<,2>，KMnO<,4>和Mn(Ac)<,2>·4H<,2>O<,2>反應合成了錳的氧化物MnO<,x>。XRD測試表明反應得到的為兩種不同的錳的氧化物，NaOH和Mn(Ac)<,2>·4H<,