氧化錳電極的微結構與電容行為研究
發布時間:2019-07-13 17:20:37來源:
氧化錳電極的微結構與電容行為研究張治安,鄧梅根,胡永達,楊邦朝(電子科技大學微電子與固體電子學院,成都610054)超級電容器(Supercapacitor)又稱電化學電容器(Electrochemicalcapacitor)或者超大容量電容器(Ultracapacitor)是一種介于傳統電容器和電池之間的新型儲能元件,它比傳統電容器具有更高比電容域和能M密度,比電池凡有更高的功率密度,在移動通訊、信息技術、工業領域、消費電子、電動汽車、航仝航天和國防科技等方面具有極其1耍和廣闊的應用前景已成為世界各國研究的熱點。超級電荇器的屯極材料主耍有多孔炭材料,過渡金屬氧化物和導電聚合物31.其中金屬氧化物具有較高的贗電容特性從而倍受關注。水合氧化釕41具有高達760F/g的比容量,但釕價格高昂,限制了其使用范圍。氧化錳資源廣泛,價格低廉,環境友善,具有多種氧化價態,廣泛應用于電池的電極材料,其用作超級電容器的電極材料剛剛興起581.為了充分發揮電極材料的電化學活性,提高材料的利用率,因此制備;!;有高比表面積、合理孔徑分布的氧化錳成為材料研究者工作的重心。
本文采取聚乙二醉(PEG)為表面活性劑,利用篼錳酸鉀和醋酸錳溶液之間的化學共沉淀法,通過1藝控制團聚狀態,制備出納米級的氧化錳粉末,借助XRD,SEM,XPS,BET等表征了電極材料的微觀特性。采取新的電極制備方法:先將制備的氧化錳與一定比例的炭黑進行超聲混合30min,制得氧化錳與炭黑的復合物。然后干燥備用。將復合物與一定比例的粘結劑聚四氟乙烯(PTFE)混合,以泡沫鎳作集流體,于10MPa的壓力下制成氧化錳電極。以lmol/LNa2S04作為電解液,在不同的電位窗口。不同的掃描速度下,采取三電極體系,利用循環伏安法研究其電容特性。實驗結果表明,氧化錳電極在lmol/LNa:S04電解液中具有良好的穩定性和可逆性,在-0.2+0.9V(vs.SCE)的電位窗口內具有典咽的屯容行>J.當掃描速度為4mV/s時,電極比容量達到200F/g.電極的循環伏安特性取決于電壓的掃描速度。隨著掃描速度的增加,電極比容量呈下降趨勢。并對氧化錳電極的電容特性與材料的微結構的關系進行了初步的探討。
為氧化錳電極的SEM照片。為氧化錳電極的循環伏安(CV)曲線*氧化錳電極的SEM照片氧化錳電極在Imol/LNa2S04電解液中的循環伏安曲線(掃描速度為4mV/s)