锰基氧化物电极材料的控制合成及其电化学性能研究

发布时间：2021-01-14 19:11

　　超级电容器作为一种新型的储能器件,凭借其高功率密度和长循环寿命的优点在现代社会诸多领域中发挥着重要作用。但是,现阶段由于受到电极材料的限制,超级电容器不能满足大规模的应用。作为一种潜在的电极材料,锰基氧化物具有较高的理论比容量以及储量丰富、价廉易得、环境友好等特点。但是传统的锰基氧化物受限于自身的结构稳定性及导电性差而不能表达出理想的电化学性能。基于此,本论文设计合成了一系列的结构稳定,导电性能优异的的锰基氧化物,并研究了其电化学性能,具体研究如下:（1）石墨烯/锰基氧化物复合材料的制备及电化学性能研究通过简单的水热反应得到了石墨烯/锰基氧化物复合材料,并对其进行结构和形貌表征以及电化学性能测试。结果表明电极材料的性能与其分散程度和导电性能有关,其中石墨烯/MnOOH纳米棒具有最优异的电化学性能,在1 Ag-1的测试条件下比电容分别为198.2 F g-1,5000圈循环后的容量剩余86.2%。石墨烯作为载体可以提升材料的导电性,同时可以使活性材料更加分散,提高材料的比表面积,从而增加了电子转移速率,增强材料的机械性能,使得材料具有更优异的性能。（2）摇铃状二氧化锰@二氧化锰亚微米球的... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２编织状碳纳米管核壳结构复合物的扫描电镜图

将上述纳米材料用于电化学性能测试，采用三电极体系，电解液选用ｉＭＮａ２Ｓ〇４，??材料的负载量均为２?ｍｇ左右。首先研究在不丨ｕｊ的溶剂体系中得到样品的性能差异。阁??２．７是所制备的ＭＯ－Ｉ和Ｍ０－２在不同扫描速率下的循环伏安曲线。从图２．７?（ａ）可以??看出，当扫描速率为５?ｍＶｓ－１时，Ｍ０－２的曲线类似为矩形，Ｍ０－１的曲线在接近１?Ｖ时??轻微上偏，表明有略微的极化现象，两者的曲线都接近矩形说明材料具有理想的电化学??电容行为和较好的可逆性能，Ｍ０－１的曲线表现出更大的电流密度和积分曲线面积，暗??示其有更大的比电容，由公式（２．１?）计算得Ｍ０－Ｉ和ＭＯ－２在５?ｍＶ?ｓ－１时的比电容分别??为丨７６．４?Ｆ?和１４３．２?Ｆ?ｇ－１。阁２．７?（ｂ）为两者在彳丨速为５０?ｍＶ?ｓ－１时的循环伏安曲线，??可＃到与图（ａ）中的丨丨丨丨线比较相似，表明材料具有良好的倍率性能，计算的Ｍ０－１和??ＭＯ－２在５０?ｍＶ?ｓ１时的比电容分别为１３４．２?Ｆ?ｇ－１和丨０２．７?Ｆ?ｇ－１，电解液中的金属离了？在??电极材料中的插层和脱附行为决定了材料的电化学性能

ＭＯＧ?ａｎｄ?ＭＯＨＧｏ?ａｔ?ｔｈｅ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?ｌ?Ａ?ｇ＇１．?（ｃ）?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ?ｗｉｔｈ?ｃｕｒｒｅｎｔ??ｄｅｎｓｉｔｙ?ｆｏｒ?ＭＯ－１，?ＭＯＧ?ａｎｄ?ＭＯＨＧ〇．?（ｄ）?ＥＩＳ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｏｆ?ＭＯ－１，?ＭＯＧ?ａｎｄ?ＭＯＨＧ〇．??图２．９是ＭＯ－Ｉ、ＭＯＧ和ＭＯＨＧｏ的相关屯化学测试。图２．９?（ａ）是ＭＯ－１、ＭＯＧ??２０??Ｉ??Ｉ??


本文编号：2977379