四氧化三錳復(fù)合材料的制備及其超級電容性能研究.pdf

1、超級電容器又稱電化學(xué)電容器，黃金電容器，是一種新型儲能元件，它不僅功率密度高，循環(huán)壽命長，并且對環(huán)境友好，綠色無污染。在電動汽車、電子通訊等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，電極材料的性能是影響電容器性能的關(guān)鍵因素，因此制備出具有電容量大，循環(huán)穩(wěn)定性良好等高性能的電極材料是超級電容器的研究重點(diǎn)。
　　近年來，錳氧化合物由于其具有理想的理論電容量及其他電化學(xué)性能而被廣泛用于超級電容器電極材料。四氧化三錳（Mn3O4）在常溫下只有單一的黑錳礦結(jié)

2、構(gòu)，并且微觀結(jié)構(gòu)可控，是作為超級電容器潛在的電極材料之一。然而，由于錳氧化物的導(dǎo)電性較差，限制了其在此方面的進(jìn)一步發(fā)展。目前，將Mn3O4與導(dǎo)電性良好的碳材料進(jìn)行復(fù)合，是提高M(jìn)n3O4電化學(xué)性能的重要手段。導(dǎo)電炭黑作為一種導(dǎo)電性良好，可以大規(guī)模工業(yè)化制備，并且廉價(jià)，環(huán)境友好的碳材料，已被廣泛用于超級電容器電極材料及鋰離子電池的導(dǎo)電添加劑。
　　本論文試圖將 Mn3O4直接生長在導(dǎo)電炭黑表面，得到 Mn3O4/CB復(fù)合材料，通過 S

3、EM,XRD等表征手段對材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并利用循環(huán)伏安法，恒電流充放電和交流阻抗等方法材料的電化學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Mn3O4/CB復(fù)合材料在0.1A/g電流密度下，得到720F/g電容量，在30A/g高電流密度下進(jìn)行5000圈長時(shí)間充放電循，電容保持率為91.6％。
　　為了進(jìn)一步提高M(jìn)n3O4/CB復(fù)合材料的性能，我們加入一定量的石墨烯，得到 Mn3O4/G/CB復(fù)合材料。并研究了在不同的石墨烯、炭黑比例下，Mn