纳米二氧化锰/碳材料复合电极材料的制备及其电化学性能的研究
发布时间：2021-04-18 11:53
二氧化锰（Mn O2）因其拥有高的电化学活性、极高的理论比容量,以及价格低廉和环境友好性等特点,在一次电池、超级电容器、金属-空气电池等储能器件中有着广泛的应用。然而,Mn O2自身低的电导率限制了在应用条件下的实际比电容。纳米级的Mn O2与高电导率的碳材料复合则可提高Mn O2作为电化学活性物质的有效电极反应的比表面积以及电导率,从而获得电化学性能优异的电极材料。本论文展开了纳米Mn O2与碳材料形成三元复合结构的电极材料的制备及其电化学性能研究,以及基于碳纳米管（CNT）薄膜的无粘结剂的柔性薄膜碱性锌锰电池的制备及其电化学性能研究的工作。主要研究结果如下:通过水热法制备了直径为250 nm的碳球,利用碳与高锰酸钾（KMn O4）进行的化学反应,在其表面均匀包裹纳米Mn O2,最终得到Mn O2包裹量为95%的碳球-Mn O2核壳结构。对碳球-Mn O2进行聚二烯基丙二甲基氯化铵（PDDA）修饰,采用静电吸附的方式,均匀吸附一层羧基化碳纳米管（CNT）。其中20 wt%CNT的吸附量的碳球-Mn O2-CNT（PDDA）复合材料相比于碳球-Mn O2以及将碳球-Mn O2分散在水溶...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锰基氧化物在电化学能量存储和转化器件中的应用Fig.1.1ApplicationsoftheMn-basedoxidesforelectrochemicalenergystorageandconversion
1. 绪论构。大的隧道有利于离子的扩散，所以纳米结构 γ-MnO2和 α-MnO2拥MnO2更高的比电容。然而，基于溶液法制备的 α-MnO2其隧道中一般含原材料的阳离子杂质和小分子，比如：NH4+，K+，H2O。这些杂质离子使 α-MnO2结构框架趋于稳定，但是阻碍了离子的扩散和嵌入，最终能低于 γ-MnO2。纳米结构的 γ-MnO2相较于块体 γ-MnO2表现出更加优，放电电容量可高达 267 mAh·g-1，块体结构的容量则低于 150 mAh·g-知，纳米结构 MnO2拥有大的比表面积，有效改善了活性材料与电解液积，使内部电阻降低，质子扩散加快，从而提高了电极材料利用率。
图 2.1 Zeta 电位测试原理图Fig. 2.1 Zeta potential test schematic diagram试以排成一列的针距为 s（通常情况 s= 1 mm面上，其中最外部二根（图 2.2 中 1、4 两流 I 通过样品，探针 2、3 之间产生电压降
本文编号：3145427
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
锰基氧化物在电化学能量存储和转化器件中的应用Fig.1.1ApplicationsoftheMn-basedoxidesforelectrochemicalenergystorageandconversion
1. 绪论构。大的隧道有利于离子的扩散，所以纳米结构 γ-MnO2和 α-MnO2拥MnO2更高的比电容。然而，基于溶液法制备的 α-MnO2其隧道中一般含原材料的阳离子杂质和小分子，比如：NH4+，K+，H2O。这些杂质离子使 α-MnO2结构框架趋于稳定，但是阻碍了离子的扩散和嵌入，最终能低于 γ-MnO2。纳米结构的 γ-MnO2相较于块体 γ-MnO2表现出更加优，放电电容量可高达 267 mAh·g-1，块体结构的容量则低于 150 mAh·g-知，纳米结构 MnO2拥有大的比表面积，有效改善了活性材料与电解液积，使内部电阻降低，质子扩散加快，从而提高了电极材料利用率。
图 2.1 Zeta 电位测试原理图Fig. 2.1 Zeta potential test schematic diagram试以排成一列的针距为 s（通常情况 s= 1 mm面上，其中最外部二根（图 2.2 中 1、4 两流 I 通过样品，探针 2、3 之间产生电压降
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