纳米MnO<,2>的制备及在LiOH电解质中的超电容行为研究

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本论文中,采用不同方法制备纳米MnO2超级电容器电极材料,研究其在LiOH水溶液电解质中的超电容性能。 在第三章中,采用一种简单易行的低温固-液还原法制备纳米二氧化锰,即在KMnO4与H2SO4的混合溶液中用金属Cu片还原KMnO4,制得纳米MnO2材料,并研究纳米MnO2电极在1M LiOH溶液中的超电容性能。结果表明:此法制备的纳米MnO2电极在1000 mA·g-1较大电流密度下,比电容仍能达到100 F·g-1,并表现出较好的高倍率充放电循环稳定性。 在第四章中,采用溶胶一凝胶法制备出纳米MnO2材料,研究了纳米MnO2电极在1M LiOH电解液中的超电容行为,并研究了温度对超电容性能的影响。结果表明:温度对超电容性能具有重要的影响,在100 mA g-1电流密度下,电极在25℃时的放电比电容可达317 F g-1,高于15℃和35℃时的比电容。 在第五章中,采用一种新的低热固相法路线合成了纳米MnO2电极材料,即以Mn(OAc)2·4H2O和(NH4)2C2O4·H2O为原料,通过室温固相研磨反应得到纳米MnC2O4前驱体,再经低温煅烧的方法制备出纳米MnO2材料。重点研究了煅烧温度对纳米MnO2的结构和电化学性能的影响。结果表明:在300℃下煅烧得到的样品是棒状的T-MnO2和α-MnO2的混合物,而在400、500和600℃下煅烧得到的样品是纯相γ-MnO2的微晶聚集体;前者的比电容明显低于后三者的比电容,但前者却表现出良好的充放电循环稳定性。 在第六章中,用不同锰盐与(NH4)2C2O4·H2O进行低热固相反应,制备纳米MnO2材料,并对采用不同锰源制备的纳米MnO2电极在1 M LiOH电解液中的超电容性能进行了对比研究。此外,还研究了正、负极配比不同的纳米MnO2/活性炭(AC)混合超级电容器的电化学性能。研究结果表明:由Mn(Ac)2作为Mn源得到的纳米γ-MnO2的高倍率充放电性能最好;当电容器中正、负极活性物质质量配比为1:1时,电容器的性能最佳。
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