二氧化锰/碳复合电极材料的可控制备及其电化学储能特性研究

发布时间：2023-12-10 14:19

　　作为电化学储能器件中一种重要的电极材料,二氧化锰(MnO₂)具有储量丰富、价格低廉、环境友好、理论比容量高等优势,在超级电容器、锌锰电池、锂离子电池等电化学储能领域已得到广泛应用。但是,Mn O₂导电率低导致材料的有效利用率比较低、循环稳定低、倍率特性差。因此,MnO₂作为电极材料的实际容量往往远低于其理论容量。通过设计高比表面积、纳米多孔结构的MnO₂,可以提高MnO₂电极材料的有效利用率,从而提升其电化学性能。此外,为提升材料的电子导电性,研究者将MnO₂和高导电性材料进行复合,制备MnO₂/导电材料复合体系。虽然通过上述处理可以大幅提升MnO₂电极材料的电化学性能,但研究发现,即使具有相同化学组分的MnO₂-基复合电极材料也会展示出显著不同的循环稳定性。类似的现象在其它氧化物和氢氧化物类赝电容电极材料中也广泛存在。上述问题的深入分析与充分理解对于探索电极材料微观结构与电化学性能之间的构...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电化学储能器件的分类及优缺点
        1.2.1 超级电容器
        1.2.2 可充电电池
        1.2.3 电化学储能器件的优缺点
    1.3 电化学储能器件的结构组成及性能指标
        1.3.1 电化学储能器件的结构组成
        1.3.2 电化学储能器件的性能指标
    1.4 MnO₂电极材料在电化学储能器件中的应用
        1.4.1 MnO₂的晶体结构
        1.4.2 MnO₂作为超级电容器的电极材料
        1.4.3 MnO₂作为锌锰电池的电极材料
    1.5 选题依据和研究内容
第二章 MnO₂/C复合材料的制备及其超级电容器与锌离子存储特性研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂及仪器
        2.2.2 制备MO₂/C复合材料
        2.2.3 样品的表征
        2.2.4 电极制备及电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 样品结构表征
        2.3.2 MnO₂/C纳米复合材料颗粒团聚特性对超级电容器性能影响
        2.3.3 MnO₂/C纳米复合材料颗粒团聚特性对储锌性能影响
    2.4 本章小结
第三章 CNT/MnO₂复合材料的制备及其储锌特性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂及仪器
        3.2.2 材料制备
        3.2.3 材料的结构表征
        3.2.4 电极制备及其电化学性能测试
    3.3 结果讨论与分析
        3.3.1 CNT/MnO₂正极与纯相MnO₂的结构表征
        3.3.2 CNT/MnO₂正极与纯相MnO₂的储锌特性
        3.3.3 Zn/MnO₂电池能量密度和功率密度计算
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文和专利



本文编号：3872571