有機電解液體系中MnO-,2-電化學電容器的研究.pdf

1、MnO2由于儲量豐富、環(huán)境友善、制備容易，被認為是具有較大實用價值的電化學電容器活性材料。本文以二氧化錳電化學電容器為研究對象，重點研究了其在有機電解液中的電化學性能。采用循環(huán)伏安，交流阻抗及恒流充放電實驗，揭示了電極反應(yīng)的特點，并且測得組裝的二氧化錳電容器具有較好的電化學性能。 ⑴采用低溫固相法，液相沉淀法，溶膠凝膠法分別合成α-MnO2粉末顆粒，顆粒大小為r固＞r液＞rsol-gel，在1mol/LLiPF6的EC+DEC+

2、DMC(1:1:1Vol)電解液中，電流密度為500mA/g時，模擬電容器的比能量分別為2.7Wh/kg，4.7Wh/kg，7.0Wh/kg，200次充放電循環(huán)后，容量保持分別為1.69Wh/kg，2.16Wh/kg，5.84Wh/kg。 ⑵液相沉淀法制備的MnO2電極在1mol/LLiPF6/(EC+DEC+DMC)電解液中具有較大比能量和循環(huán)性能。在1mol/LLiClO4/(DMC+EC)電解液中電極循環(huán)性能較好，但比容量

3、相對較低。而常被用作雙電層電容器的1mol/LEt4NBF4/PC電解液，用于MnO2電化學電容器時，并沒有很好的電容性能。 ⑶石墨和Ni適量的摻雜有利于提高電極的電化學性能。當電流密度為500mA/g時，摻C量為m(C)：[m(MnO2)+m(C)]=20％以及摻Ni量為n(Ni)：n(Mn)=1:20的復合電極組成的模擬電容器的比能量都好于空白的MnO2模擬電容器，分別可達到10.7Wh/kg和10.4Wh/kg。另外摻雜的

4、材料組成的電容器循環(huán)性能也有很大的提高，1000次循環(huán)后，容量的保持率分別可達41％和56％。 ⑷混合型電容器放電時的電極極化小于對稱型，表明其整體裝置的內(nèi)阻要小于對稱型。大電流充放電下，混合型電容器有更多的活性物質(zhì)參與氧化還原反應(yīng)，可獲得更高的容量擁有更大的比能量。不論是純MnO2混合電容器，還是摻雜的MnO2混合電容器，比能量都有很大的提高。當電流密度為500mA/g時，摻C的MnO2混合電容器比能量可達31.3Wh/kg。