超级电容器电极材料的制备及电化学性能研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gratify
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电极材料对超级电容器的性能影响非常大。从储能机制的角度分析来看,想要制备出高性能的电极材料,可以通过增大材料的比表面积和提高可逆氧化还原反应机率来进行。通过分析电极的研究现状发现,已经报道的高性能电极材料,大多需要复杂的制备工艺和流程,且成本较高,在实际生产中受到一定的局限。本文中采用非常简单的合成方法,制备出了性能优异的电极材料。主要研究内容如下:(1)在200 ℃的温度条件下,通过简单的水热反应,合成了 Mn3O4/Ni(OH)2复合物。一步法合成的Mn3O4/Ni(OH)2中,存在Mn3+在Ni(OH)2以及Ni2+在Mn3O4中的互相掺杂。Mn3O4/Ni(OH)2的电化学性能优于相同制备条件下合成的单一Ni(OH)2和Mn3O4,以及将Mn3O4和Ni(OH)2简单机械混合后的复合材料。在1M KOH电解液中,1 A/g的条件下,Mn3O4/Ni(OH)2的比容量为707 F/g。在2 A/g时,充放电2000次后,容量依然可保持89%。将Mn3O4/Ni(OH)2与商业活性炭组装成电容器,表现出了高的能量密度。Mn3O4/Ni(OH)2优异的性能可以归因于Mn3O4和Ni(OH)2的协同作用。锰离子和镍离子均可以发生可逆的氧化还原反应,提高了氧化还原反应的几率,进而提高电极的赝电容容量。因此,Mn3O4/Ni(OH)2将会是一种非常实用的电极材料。(2)以Ti粉和NH4Cl为原料,530 ℃的温度条件下,在自制的高压反应釜中反应合成了纯TiN纳米粉体。用吡咯作为碳源,在550 ℃温度下进一步反应,生成了氮掺杂的碳包覆的TiN(TiN/C)。碳包覆层的存在有效地阻碍了 TiN与H2O和O2的接触。在1M KOH电解液中,1 A/g的条件下,TiN/C的比容量为102.6 F/g。5000次充放电后,容量保持率为92%。同时,TiN/C拥有较低的工作电压窗口,与MnO2组装成的非对称器件(TiN/C//MnO2)展现出了优异的性能。相比于商业活性炭与MnO2组装成的电容器(AC//MnO2),TiN/C//MnO2具有更好的比容量以及能量密度。因此,TiN/C是一种值得肯定的负极材料。(3)通过水热反应,在180 ℃的温度条件下获得了褶皱状的硅酸锰。不同的反应时间,制备的硅酸锰样品的形貌差别较大。反应3 h以后,出现了多孔褶皱状的结构,并且样品表现出了较大的表面积(439 m2/g)。采用1M KOH作为电解液,1 A/g时,比容量为288 F/g。充放电1000次以后,容量保持原来的91.2%。同时,褶皱状的硅酸锰与商业活性炭组装成的电容器,显示出良好的功率和能量密度。因此,褶皱状的硅酸锰是一种非常有前景的电极新材料。
其他文献
交流滤波器用断路器合闸电阻承担着限制合闸涌流的作用,运行过程中易发生故障。为了对750 kV交流滤波器用断路器合闸电阻投切过程中存在的间歇性缺陷进行分析,保证合闸电阻对
通过将广告投入对需求的影响引入报童(newsboy)问题,建立了不确定环境下多个企业进行广告投入和订货量博弈的模型,证明了该模型存在唯一的纯策略纳什均衡解.最后通过应用实例
胡锦涛总书记指出,在新的形势下保持党的纯洁性,要不断增强自我净化、自我完善、自我革新、自我提高能力,始终坚持党的性质和宗旨,永葆共产党人政治本色。$$    论及自我净化
报纸
【正】有效的数学校本研训应该是:解决真的问题,真的解决问题.基于这样的认识,我校数学教研组进行了"任务驱动式"的校本研训尝试,改变了以往传统的研训方式.一、"任务驱动式"
二氧化碳(CO2)的捕获、分离与利用已成为人类共同关心的重要课题。离子液体具有几乎无蒸气压、良好的热稳定性、结构可设计性等独特优点,在CO2吸附分离领域的巨大应用潜力已成
为检测有机磷农药的生殖毒性。在预试验的基础上,确定用40%的氧化乐果乳油配制成质量浓度分别为0.005%、0.01%、0.02%、0.04%、0.08%和0.16%氧化乐果溶液;用80%的敌敌畏乳油配制成质量浓度分
文章主要针对化工助剂生产废水综合处理工程进行分析,结合当下化工助剂生产废水综合处理工程发展现象,从工程概况、生产废水处理工艺等方面进行深入研究与探索,主要目的在于
本文介绍了一种IC卡考勤机.对其工作方式,性能进行了分析.而且以ATMEL公司的24C01为例编写了读卡的有关程序模块.
前海微众银行最近传出融资出现困难的情况,一个曾经被广泛看好的互联网企业+传统行业的团队,走到今天这步,个中原因耐人寻味。笔者认为,之所以会出现这种情况,还是因为前海微众银行
中国电信进入3G市场的实际情况在于:自运营3G之初就不得不面对中国联通以及中国移动的竞争。在3G市场中,中国电信作为后进入者,要想在异常激烈的市场竞争过程当中谋求稳定的生存