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《基于mno_2的超級(jí)電容器電極材料的制備及電化學(xué)性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)TM學(xué)校代號(hào)10462密級(jí)公開(kāi)學(xué)號(hào)331204000114〕碩士學(xué)位論文基于Mn02的超級(jí)電容器電極材料的制備及電化學(xué)性能研究學(xué)位申請(qǐng)人：姚倩倩導(dǎo)師姓名及職稱：張勇教授專業(yè)名稱：化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科門類：工學(xué)論文提交日期：2015/6ADissertationSubmittedtoZhengzhouUniversityofLightIndustryfortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringSciencePreparationandElectrochemistricalBeh
2、aviorofMnO2ElectrodeMaterialsforSupercapacitorCandidate:QianqianYaoSupervisor:YongZhangMajor:ChemicalEngineeringandTechnologySchoolofMaterialandChemicalEnergeeringZhengzhouUniversityofLightIndustryZhengzhou450002,P.R.ChinaJune2015鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文
3、，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作出了明確的聲明并表示了謝意。本人學(xué)位論文與資料若有不實(shí)，愿意承擔(dān)一切相關(guān)的法律責(zé)任。學(xué)位論文作者簽名:年月日鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明書本人完全了解學(xué)校有關(guān)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，g(]:研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬于鄭州輕工業(yè)學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人允許論文被查閱
4、和借閱。學(xué)?？梢詫⒈緦W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)，本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的文章一律注明作者單位為鄭州輕工業(yè)學(xué)院。保密論文待解密后適用本聲明。學(xué)位論文作者簽名：脈泠fjj指導(dǎo)教師簽名：年月日年月日摘要超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能器件，與目前廣泛使用的各種儲(chǔ)能器件相比，具有快速的充放電性能、良好的循環(huán)穩(wěn)定性以及工作溫度范圍廣等。MnO2作為超級(jí)電容器電極材料具有理論比容量高、來(lái)源豐富、無(wú)污染以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但MnO2材料
5、本身的內(nèi)阻很大，對(duì)電容器的性能有較大的影響。另外，法拉第贗電容儲(chǔ)能方式是表面反應(yīng)，只有電極材料的表層或近表層的活性物質(zhì)才參與充放電反應(yīng)，而內(nèi)部“大量的”活性物質(zhì)不能夠有效的利用，致使其實(shí)際容量值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論值，從而限制了其發(fā)展與應(yīng)用。因此，為了提高M(jìn)nO2的導(dǎo)電性和利用率，我們分別采用了液相沉淀法和水熱法制備了MnO2電極材料，并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)物理?yè)诫s各種碳材料制備了一系列MnO2/C復(fù)合材料。本論文的主要研究工作如下：1.采用液相沉淀法制備了MnO2電極材料，通過(guò)XRD、FESEM、比表面積和孔隙度分析儀、恒流充
6、放電、CV和EIS等測(cè)試手段，分析并優(yōu)化了最佳的制備工藝。結(jié)果表明，MnO2電極材料制備的最優(yōu)工藝是：Mn(AC)2為錳源，K2S2O8與Mn(Ac)2反應(yīng)摩爾比為3:1，反應(yīng)時(shí)間6h。在此最優(yōu)工藝條件下制備的樣品為α-MnO2，呈類球形，且表面被一層纖維所覆蓋，纖維的直徑約為50nm，長(zhǎng)度為80-150nm。電化學(xué)性能測(cè)量表明，在最優(yōu)工藝下，在100mA/g的充放電電流密度下，單體電極的放電比電容為268F/g，當(dāng)電流密度增加到300mA/g時(shí)，其放電比電容為257F/g，容量保持率為96%，顯示出良好的電容特性。
7、此外，電極材料經(jīng)過(guò)2000次循環(huán)后，容量保持率仍高于50%，而且在循環(huán)過(guò)程中庫(kù)侖效率接近100%。2.采用水熱法制備了MnO2電極材料，研究了HCl用量，反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)MnO2電極材料性能的影響，通過(guò)XRD、FESEM、比表面積和孔隙度分析儀、恒流充放電和CV等測(cè)試手段，分析并優(yōu)化了最佳的合成條件。結(jié)果顯示，MnO2電極材料制備的最優(yōu)工藝條件是：HCl用量為10mL，反應(yīng)溫度為130°C，反應(yīng)時(shí)間為12h。在最優(yōu)工藝條件下所制備的樣品為α-MnO2，顆粒的大小不均勻，直徑大約在為1.0-2.0μm。電化學(xué)性能測(cè)
8、量表明，在最優(yōu)工藝下，當(dāng)充放電電流密度為100、150、200、250和300mA/g時(shí)，其放電比電容分別為294、272、261、255和251F/g，表現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。此外，電極材料在電流密度為300mA/g下，經(jīng)過(guò)2000次循環(huán)后，容量?jī)H衰減了8%，放電容量仍高達(dá)228F/g，在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，充放電庫(kù)倫效率均高于95%。3.采用水
