锰氧化物/碳复合材料的制备及电化学性能的研究

发布时间：2021-01-05 02:01

　　作为超级电容器材料,锰氧化物具有较高的理论比容量。但是,它存在导电性差,电化学循环过程中活性物质溶解等缺点,限制了它的广泛应用。碳材料拥有高的电子导电性、大的比表面积和孔体积,将锰氧化物和碳材料复合能够有效的解决锰氧化物导电性差的问题,提高电极材料的电化学性能。本文利用高温热处理的方法制备锰氧化物/碳复合材料,通过锰源、细化粒径方式、包覆的碳源的差异改变电极材料的导电性和孔结构,为电子的运输和离子的扩散提供连续的通道。同时,本文详细地研究一氧化锰向锰氧化物转化的机制,尝试从机理上解释抗坏血酸作为碳源时,电化学性能显著提高的原因。实验过程中,利用XRD、场发射扫描电镜、恒流充放电和交流阻抗等测试手段表征材料的组织结构、表面形貌和电化学性能。当碳酸锰为锰源,抗坏血酸为碳源,采用砂磨的混料方式时,经过高温700℃处理6 h,得到Mn O/C复合物电化学性能最佳。当电流密度为1 A/g时,放电比容量高达807 F/g,循环2500圈后,Mn Ox/C能够维持初始容量的76%,循环稳定性优异。当电流密度增加为10 A/g时,放电比容量仍为418 F/g,表现良好的倍率性能。在电化学循环过程中,一... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

亥姆霍兹双电层结构模型：(a)放电态和(b)充电态电极和电解液内的电荷分布

[24]，如图1-3所示。图 1-3 二氧化锰的结构单元二氧化锰的晶体结构决定着它的电化学性质，例如α-MnO2中2×2的隧道结构有利于电解液中碱金属离子的嵌入与脱出，而β-MnO2形成1×1的隧道结构却不能容纳

燕山大学工程硕士学位论文出现轻微的团聚；砂磨的样品粒径在 10~20 nm 范围内，无团聚现象。由此可知，砂磨 MnCO3获得的 MnO 样品最好，有效的减小了颗粒的粒径，避免颗粒与颗粒之间的团聚现象。这是因为氧化锆珠具有更小的直径，将 MnCO3颗粒磨的更细，同时用水做分散剂，砂磨后快速干燥，也避免了磨细的颗粒发生团聚。


本文编号：2957795