MnO2-C材料在硝酸熔鹽中的超級電容性能研究.pdf

1、伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源問題及環(huán)境問題成為了我們亟需解決的問題。如今越來越多的新型能源走入我們的生活，而若將新能源與電能之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化利用，則可增大新能源的適用范圍。超級電容器為一種介于傳統(tǒng)電容器與二次電池的新型元件，其擁有電導(dǎo)率高、充放電速度快、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，是現(xiàn)如今研究的熱點(diǎn)。如今超級電容器逐漸受到研究人員的重視，其使用的方向也越來越多。超級電容器在航天、軍事、工業(yè)、國防方面均具有廣泛的應(yīng)用。本文主要關(guān)注的為電極材料的研究，采用熔融

2、硝酸鹽作為電解質(zhì)，因其具有熔點(diǎn)低、毒性低、腐蝕性小且價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
　　本論文采用掃描電鏡對所制備的樣品形貌進(jìn)行分析，采用 X-射線衍射對樣品成分進(jìn)行研究分析，采取循環(huán)伏安法、恒流充放電法及交流阻抗法對電極材料的電化學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　1.研究了活性炭電極在不同集流體上的電化學(xué)性能，及其在不同硝酸鹽電解質(zhì)中的電化學(xué)性能，并選擇出最適合的集流體及性能最好的電解質(zhì)。研究表明：150℃時，對于活性炭電極來說，集流體為泡沫鎳時電

3、化學(xué)穩(wěn)定性最好，且硝酸鹽的最好配比為NaNO3-LiNO3-KNO3(17:30:53 wt.％)，電位范圍為-0.8~0.6 V，當(dāng)掃速為2 mV/s時，比容量最高可達(dá)183 F/g，電流密度為8 mA/cm2時，放電比容量為242 F/g。
　　2.通過水熱法制備MnO2，研究表明：最佳制備條件為反應(yīng)溫度140℃，反應(yīng)時間6 h，此時MnO2的比容量最大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)溫度為150℃，電位范圍為-0.2~0.8 V時，此時當(dāng)電流密度為

4、15 mA/cm2時，放電比容量為365 F/g，在循環(huán)性能測試中，循環(huán)500次，其比容量僅衰減了8.9%，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　制備了MnO2與活性炭的復(fù)合材料，當(dāng)[C:MnO2]質(zhì)量比為1:4時，電極具有最大的比容量，表現(xiàn)最好。這說明復(fù)合后，電極材料的性能得到了提高。
　　3.研究了 MnO2和活性炭（AC）電極材料，制作了 MnO2/AC、[MnO2/AC]/AC、MnO2/MnO2及AC/AC超級電容器，研究表