超級電容器中活性炭電極摻雜MnO2的性能優(yōu)化研究.pdf

1、本文通過不同方法制備出三種不同晶型及形貌的二氧化錳粉末，分別標記這三種二氧化錳粉末為A型二氧化錳，B型二氧化錳，C型二氧化錳。并利用活性炭其較好的導電性能和二氧化錳理想的比容量的特性，選用二氧化錳粉末摻雜到活性炭電極，研究了不同種方法制備的二氧化錳和二氧化錳的摻雜量對活性炭電極的電化學性能影響。通過電子掃描顯微鏡（SEM），X-射線衍射（XRD）對不同方法制備的二氧化錳的形貌及晶型進行表征，對摻雜后的活性炭電極進行循環(huán)伏安，恒流充放電等

2、一系列電化學測試數(shù)據(jù)進行分析。
　　研究表明：A型為不同納米級的粗糙顆粒結構的α-MnO2、B型為蜂窩球狀結構的β-MnO2、C型為相互交錯的納米線結構的γ-MnO2。在5mA電流下，B型二氧化錳最大的比容量為157F/g，其次C型二氧化錳比容量為112F/g，再次之A型二氧化錳比容量為99F/g；內阻大?。築型二氧化錳（6.4Ω）＞A型二氧化錳（4.4Ω）＞C型二氧化錳（3.2Ω）。
　　活性炭電極中分別依次摻雜A型二氧化

3、錳、B型二氧化錳、C型二氧化錳粉末。通過對這三組電極電化學測試數(shù)據(jù)分析得出：A型二氧化錳在活性炭電極中的摻雜量為70％擁有151F/g最大比容量；B型二氧化錳在活性炭電極中的摻雜量為60%其比容量達到最大值為172F/g；C型二氧化錳在活性炭電極中的摻雜量為50%，比容量達到最大值為141F/g。
　　B型二氧化錳具有三者之中最高的比容量，C型二氧化錳的內阻為三者之中最小，倍率特性最好。利用這兩種二氧化錳的獨特優(yōu)勢，均勻混合 B型

4、二氧化錳和C型二氧化錳摻雜到活性炭電極中。結果分析得出：當活性炭電極中摻雜的 B型二氧化錳和C型二氧化錳比例均為為30%時，電容特性和比容量都達到最優(yōu)，其比電容法值為191F/g，內阻為110mΩ，充放電效率達到91%。
　　利用所制備出的最優(yōu)摻雜電極組裝成超級電容器單體，經過8000次恒流充放電循環(huán)測試數(shù)據(jù)表明：單體在測試中充放電效率一直保持在99%左右;單體容量測試初始達到85.3F，循環(huán)測試結束后仍然有79.2F，容量衰減率