超級電容器相對于電池具有更高的功率密度,相較于傳統(tǒng)電容器具有更高的儲能密度,它可以將太陽能,風能等手段產生的電能濾波或存儲進而轉化為方便使用的能源,也可以用于電磁彈射,電磁炮等軍事領域。電極材料是影響超級電容器性能的決定因素,因此研究更具有應用價值的超級電容器電極材料是人心所向。本文從改變形貌結構,復合材料兩方面提升MnCo₂O₄電化學性能;通過XRD,SEM,TEM手段對材料的結構和微觀形貌進行分析;在三電極體系下通過電化學工作站進行循環(huán)伏安,恒電流充放電等測試來分析材料的電容性能。主要研究內容如下:1.通過靜電紡絲制備絲狀MnCo₂O₄,通過水熱法制備顆粒狀MnCo₂O₄和海膽狀MnCo₂O₄并通過XRD,SEM確定結構及形貌信息。通過電化學工作站測試得到:在電流密度為1Ag^-1時,絲狀MnCo₂O₄比電容為161Fg^-1... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

萊頓瓶示意圖

碩士畢業(yè)論文3圖1.2主要電化學儲能器件的Ragone圖[11]1.1.2超級電容器組成通常，超級電容器由五個部分組成：正極，負極，隔膜，電解質以及集流體。目前，碳材料，過渡金屬氧化物和導電聚合物是主要的正極材料，活性炭是主要的負極材料。隔膜是防止正極和負極之間的直接接觸引起的短路。一般情況下，隔膜為孔隙材料，能使電解質離子自由通過，同時阻隔電子穿過。在電極反應過程中，集流體主要是正負極材料的載體，有收集電子和匯集電流的作用。集流體的電阻極低，包括金屬材料或碳材料，例如:泡沫鎳、泡沫銅、不銹鋼網、碳纖維、碳布等材料。電解質一般選KOH，Na2SO4溶液等，不同的電極材料選擇的不同濃度的電解質。其中，電極材料和電解質是影響超級電容器電化學性能的主要因素。（1）電極電極由兩個部分組成：電極材料和集流體。電極材料緊密附著在集流體上，盡可能最大程度地減小電阻，并且電極材料和集流體之間的接觸面積越大，越有利于電子和質子的傳輸。因此，超級電容器的電容性能主要取決于超級電容器的電極材料，所以對超級電容器電極材料的制備和性能的研究是這一領域的研究重點[13,14]。超級電容器電極材料應具備的特點如下：1）良好的化學穩(wěn)定性。在電解質中長時間浸泡的電極材料不會發(fā)生任何副反應。2）良好的導電性。良好的導電性可提供快速的電荷轉移，進而提高材料的功

碩士畢業(yè)論文153.3測試結果及分析3.3.1材料結構與微觀形貌分析圖3.1絲狀MnCo2O4，海膽狀MnCo2O4，顆粒狀MnCo2O4以及標準MnCo2O4卡片的XRD圖譜圖3.1是絲狀MnCo2O4，海膽狀MnCo2O4，顆粒狀MnCo2O4以及標準MnCo2O4卡片的XRD圖譜，該圖對比了各形貌MnCo2O4的XRD圖譜。在圖3.1中，黑色曲線為絲狀MnCo2O4的XRD圖譜，藍色曲線為海膽狀MnCo2O4的XRD圖譜，紅色為顆粒狀MnCo2O4的XRD圖譜，粉色則為PDF#84-0482標準MnCo2O4的XRD特征峰。通過與標準卡片對比，發(fā)現三種材料的特征峰對應良好，且無雜峰，說明制備樣品較純凈；樣品特征峰的半高寬相對來說顆粒狀的半高寬＞海膽狀的半高寬＞絲狀的半高寬，通過謝樂公式的原理，可以得出，絲狀MnCo2O4的平均晶粒尺寸＞海膽狀MnCo2O4的平均晶粒尺寸＞顆粒狀MnCo2O4的平均晶粒尺寸。因此，可以證明獲得結晶良好，尖晶石結構的MnCo2O4樣品。圖3.2為各個形貌MnCo2O4的SEM對比圖。在圖3.2中，圖a為掃描電鏡在5kV的電壓下的照片，圖中清晰可見，樣品為絲狀，直徑在100nm左右，直徑均勻表面光滑流暢，說明通過靜電紡絲法制備獲得形貌良好的絲狀MnCo2O4。圖b顯示出該樣品海膽狀結構，球體直徑約為5μm，其上的針刺長度約為2.5μm，針刺的直徑約為100nm。說明制備獲得形貌良好的海膽狀MnCo2O4。圖c則顯示出MnCo2O4呈顆粒狀，其平均直徑約為70nm，團聚比較嚴重，團聚在一起的直徑可達幾微米，可以確認獲得顆粒狀MnCo2O4。綜上所述，分別通過靜電紡絲法，水

【參考文獻】：
期刊論文
[1]微型超級電容器PPy/GO-RuO2復合膜電極的制備與電化學性能[J]. 朱平,蔡婷,韓高義,熊繼軍.  無機材料學報. 2015(05)
[2]新型化學儲能器件——電化學電容器[J]. 王曉峰,孔祥華.  電子元器件應用. 2001(08)



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