论文部分内容阅读
伴随着新能源的大力发展,如何高效、便捷的利用好新能源成为人们关注的热点,由此促使了对新型储能器件电化学电容器的开发,而高比容电极是影响电化学电容器性能的重要因素之一。本论文采用电化学法制备高比容PEDOT薄膜电极、MnO2薄膜电极,研究了电化学制备条件对薄膜电极性能的影响,对薄膜进行了红外光谱分析,形貌表征以及电化学性能测试,还研究了PEDOT/MnO2和MnO2/PEDOT两种复合薄膜电极的电化学性能。论文的主要研究内容如下:1.在LiClO4水溶液中电化学制备PEDOT薄膜电极,并进行薄膜形貌表征和电化学测试发现,所成PEDOT薄膜较为平整,由连续的纳米颗粒堆积形成,颗粒结构较为紧密;EDOT单体在LiClO4水溶液中的聚合电位为0.9V;恒电位法得出制备较好性能PEDOT薄膜的条件是:聚合电位在1.1-1.2V之间,电解质浓度为0.2mol/L的LiClO4,电解液中EDOT单体的浓度为0.01mol/L;循环伏安法制备PEDOT薄膜电极,当沉积速率为100mV/s时,电化学窗口为0-1.2V时,聚合产物PEDOT的比电容最大,为80.6F/g。2.在MnSO4水溶液中电化学制备MnO2薄膜电极,并进行薄膜形貌表征,电化学性能测试发现,电化学法制备的MnO2薄膜形成了连续的MnO2层,由不规则的纳米片交织而成,存在较多孔隙;当电位为0.8V时,MnO2开始在工作电极上沉积,沉积速率在1-1.5V之间呈现线性增大,在1.7V附近响应电流达到极值;循环伏安法研究了沉积速率和电化学沉积窗口对MnO2薄膜电极电容性能的影响得出,在50mV/s-200mV/s范围内,随着沉积速率的增大,沉积的MnO2薄膜的比电容减小,在电化学窗口为0-1.5V时,生成的MnO2薄膜电极的比电容最大,为125.7F/g。3.采用循环伏安法,在ITO电极上制备出PEDOT/MnO2和MnO2/PEDOT复合薄膜电极,电化学测试表明:两种复合薄膜电极都主要利用赝电容进行储能;具有良好的充放电可逆性;PEDOT/MnO2复合薄膜电极适合小电流充放电,单电极比电容最高可达163.2F/g;MnO2/PEDOT复合薄膜电极循环稳定性较好,单电极比电容可达192.2F/g;电极内阻约为25Ω,具有较好的导电性能;与单纯的PEDOT电极和MnO2电极相比,MnO2/PEDOT复合薄膜电极的综合性能得到了较大的改善,具有较高的比容量,良好的导电性能以及较好的可逆性能。