二氧化錳及二氧化錳-石墨烯超級(jí)電容器電極材料研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種介于電解電容器和電池之間的新型儲(chǔ)能器件，具有比電解電容器更大的比能量，比電池更大的比功率和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。能夠很好的滿足電動(dòng)汽車(chē)的啟動(dòng)、加速等高功率密度輸出的需要。根據(jù)儲(chǔ)能原理，超級(jí)電容器可以分為雙電層電容器和法拉第贗電容電容器。電極材料主要有碳材料、導(dǎo)電聚合物和金屬氧化物。
　　本文用水熱法合成了二氧化錳和二氧化錳/石墨烯超級(jí)電容器電極材料。采用XRD、SEM、BET等物理表征和循環(huán)伏安、恒電流充放電、循環(huán)放電等

2、電化學(xué)測(cè)試來(lái)研究電極材料的性能，結(jié)果如下：
　　反應(yīng)溫度140℃和反應(yīng)時(shí)間9小時(shí)為合成MnO2的最適宜條件，該條件下合成的二氧化錳為α-MnO2。SEM分析表明制備的α-MnO2為粉末狀，其粒徑在40～60 nm左右，最大比表面積為60.17 m2/g，最高比容量為90 F/g。50次充放電循環(huán)后其容量為82 F/g，容量保持率為91.11％。
　　經(jīng)氧化處理后的石墨烯與高錳酸鉀進(jìn)行水熱反應(yīng)，制得二氧化錳與氧化石墨烯復(fù)合材料

3、。SEM分析表明該復(fù)合材料為多孔蜂窩狀，最大比表面積為70.91 m2/g，粒徑在40 nm左右，比容量達(dá)到158.3 F/g，50次充放電循環(huán)后其比容量為156 F/g，容量保持率為98.55％。
　　通過(guò)改性的 Hummers方法合成含不同比例石墨烯的二氧化錳/石墨烯復(fù)合材料，SEM分析可知其微粒的微觀結(jié)構(gòu)呈多孔蜂窩狀，最大比表面積達(dá)到85.51 m2/g，粒徑約為10～20 nm，比容量為192.5 F/g，50次充放電循環(huán)