電容器電極材料MnCO3的儲能特性研究.pdf

1、目前，隨著資源消耗問題的日益嚴重，能源的轉化和儲存逐漸成為大家關注的熱點，電化學電容器作為一種儲能的器件，成為了科學家研究的熱點。電化學電容器以其循環(huán)壽命長，功率密度高等優(yōu)點已經(jīng)在交通運輸?shù)阮I域發(fā)揮了重要的作用，但是目前存在電極材料的能量密度較低的瓶頸，無法滿足其更多方面的應用。一種新型的電極材料碳酸錳(MnCO3)剛剛被人們發(fā)現(xiàn)具有儲能的特性，為了進一步拓展電化學電容器電極材料的應用領域，本文從兩方面對新型儲能材料碳酸錳進行了研究。<

2、br>　　第一方面是儲能機理方面，MnCO3作為一種新近發(fā)現(xiàn)儲能特性的材料，人們對其儲能的機理不甚了解，因此本文使用MnCO3/Carbon black(CB)/PTFE電極，以1M的Na2SO4溶液作為電解液，在三電極體系中進行窗口為1V的循環(huán)伏安測試的同時采用拉曼光譜儀考察MnCO3材料在充放電過程中的物質變化。由Raman光譜顯示，在充電的過程中，MnCO3以Mn(OH)2的形式溶解在電解液中，后被氧化為MnOOH，最后在充電過程

3、結束的時候以Mn2O3的形式穩(wěn)定存在，放電過程的物質變化正好與此相反。并且由于制備電極的過程中加入導電炭黑，在充放電的過程中存在了Na+離子嵌入晶格的過程，這部分是以吸附贗電容的形式增加了材料的比容量。根據(jù)拉曼光譜和XPS的數(shù)據(jù)表明在整個充電過程中有67％的MnCO3被氧化為Mn2O3。
　　第二方面，MnCO3材料具有比容量高、制備簡單和環(huán)境友好等顯著的優(yōu)點，但是也存在導電率低的缺點，因而導致其循環(huán)性不好，因此本文將其與炭黑制成

4、MnCO3/CB復合物，通過簡單的液相沉淀法將MnCO3沉積在經(jīng)過稀酸水熱處理的絮狀的炭黑顆粒中。通過SEM結果可知，粒徑700nm左右的蓮花狀的MnCO3均勻的被CB所包裹，具有良好的連接性。經(jīng)過紅外和XPS測試可知，經(jīng)過稀酸水熱處理的CB表面的負電基團增多，減少了團聚效應，更有利于合成均勻的復合物。電化學測試表明，MnCO3/CB復合電極材料的質量比容值是純粹MnCO3電極材料的2倍，1100次循環(huán)后的容量保持率達到了92％，證明M