金屬氧化物-活性炭非對(duì)稱超級(jí)電容器的制備與電化學(xué)研究.pdf

1、在能源領(lǐng)域，電化學(xué)電容器作為一種新型的儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一。金屬氧化物的法拉第電容遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳材料的雙電層電容。其中，過(guò)渡金屬氧化物五氧化二釩（V2O5）和二氧化錳（MnO2）資源豐富、價(jià)廉、容易制備，因此我們選擇V2O5和MnO2作為電極材料對(duì)金屬氧化物/活性炭（AC）不對(duì)稱超級(jí)電容器進(jìn)行研究。
　　本文采用X-射線多晶粉末衍射（XRD）、熱重--差熱分析法（TG-DTG）、掃描電子顯微鏡（SEM）、紅外吸收光譜（

2、FTIR）對(duì)制得的金屬氧化物樣品的物理化學(xué)性能進(jìn)行了表征，并通過(guò)循環(huán)伏安分析法（CV）、交流阻抗法（EIS）、恒流充放電測(cè)試（GC）對(duì)以所制得的金屬氧化物為電極材料裝配的電容器的電化學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。本論文的研究?jī)?nèi)容分為三個(gè)部分。
　　第一部分：為了增大V2O5材料的離子電導(dǎo)率，我們將V2O5顆粒“納米化”：通過(guò)溶膠-凝膠（sol–gel）法和模板法相結(jié)合，采用相轉(zhuǎn)化的方式，制備了疏松多孔的V2O5納米材料。分別研究了以1.0mo

3、l/L LiPF6/(EC+DEC+DMC)和2mol/L NaCl、KCl、LiCl以及1mol/L KCl為電解液制備的V2O5/AC電化學(xué)電容器的循環(huán)性能和充放電特性。結(jié)果表明2mol/L KCl為電解質(zhì)時(shí)，V2O5電容性能最佳，在5mV/s掃速下V2O5/AC電容器的比電容達(dá)到184F/g。而且一定范圍內(nèi)KCl濃度越大，電容器的比電容越高。
　　第二部分：為了增大V2O5的電子電導(dǎo)率，我們對(duì)V2O5材料進(jìn)行了摻雜，摻雜元素

4、為錳。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分別研究了不同摻錳量的V2O5在2mol/L KCl電解液中的循環(huán)性能和充放電特性。在10mV/s掃速下，摻雜摩爾量為10％時(shí)，比電容達(dá)到233F/g；摻雜量摩爾為15%時(shí)，電容器的比電容反而減小，此時(shí)比電容為210F/g。
　　第三部分：通過(guò)化學(xué)沉淀法制備出球形MnO2，分別研究了它在含單價(jià)態(tài)陽(yáng)離子和多價(jià)態(tài)陽(yáng)離子電解液中的電化學(xué)性能。測(cè)試得出MnO2/AC電化學(xué)電容器在不同電解液：0.1mol/L Al(NO3)3