【摘要】：眾所周知,超級電容器的基本結(jié)構(gòu)主要由電極、電解液、隔膜、集流體和外殼組成。其中,除了電極和隔膜等之外,電解液則是超級電容器基本結(jié)構(gòu)裝置中的另一個重要組成部分,其性能優(yōu)劣直接影響超級電容器的電化學(xué)特性。因此,本文以泡沫鎳為集流體,以MnO_2電化學(xué)活性物質(zhì)為實驗載體,以水溶性電解液為研究對象,采用機械冷壓方法在8 Mpa靜壓力下制備了錳基超級電容器電極材料,再使用電化學(xué)工作站重點分析研究Na_2SO_4和KOH兩種電解液對含MnO_2電極材料電化學(xué)性能的影響。首先,在1 M Na_2SO_4中性電解液中,測試了錳基粉末電極材料的電化學(xué)性能,分析研究了錳基電極材料在Na_2SO_4電解液中的儲能機制和性能指標(biāo)。實驗發(fā)現(xiàn):在1 M Na_2SO_4電解液中,錳基電極材料展現(xiàn)了雙電層電容特性和連續(xù)贗恒速率氧化還原反應(yīng)特性共存的儲能機制;電極材料的贗電容交流阻抗具有頻率響應(yīng)特性;在恒電流密度為2.5 mA/cm~2時,電極材料的比電容為121.08 F·g~(-1),能量密度為7.61Wh·kg~(-1),功率密度為0.063 kW·kg~(-1)。其次,在1 M KOH堿性電解液中,也測試了錳基粉末電極材料的電化學(xué)性能,研究了錳基電極材料在KOH電解液中的儲能機制,計算了其性能指標(biāo)。實驗發(fā)現(xiàn):在1 M KOH電解液中,錳基電極材料主要展現(xiàn)連續(xù)贗恒速率氧化還原反應(yīng)儲能機制,也附帶雙電層電容特性;贗電容交流阻抗也具有特定的頻率響應(yīng)特性;在恒電流密度為2.5 mA/cm~2時,電極材料的比電容為96.35 F·g~(-1),能量密度為7.94Wh·kg~(-1),功率密度為0.066 kW·kg~(-1)。再次,以循環(huán)伏安特性、充放電特性和交流阻抗等電化學(xué)測試結(jié)果為基礎(chǔ),比較了錳基電極材料在1 M Na_2SO_4或KOH兩種電解液中的電化學(xué)性能差異。實驗發(fā)現(xiàn):在1 M KOH電解液中,錳基電極材料的比電容在不同掃描速率下要明顯高于相應(yīng)Na_2SO_4電解液中的比電容;在2.5 mA/cm~2電流密度下,1 M KOH電解液中的比功率和比能量要略高于在1 M Na_2SO_4電解液中的相應(yīng)參量,而在1 M Na_2SO_4電解液中的比電容則略高于相應(yīng)KOH電解液中的比電容;錳基電極材料在1 M Na_2SO_4或KOH兩種電解液中的贗電容交流阻抗均是具有頻率響應(yīng)特性的。高頻區(qū)內(nèi),贗電容交流阻抗近似于溶液電阻R_S;低頻區(qū),Na_2SO_4電解液中的低頻贗電容阻抗略小于KOH電解液中的相應(yīng)阻抗。
【學(xué)位授予單位】：牡丹江師范學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM53

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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1 董錦洋;二氧化錳超級電容器電極材料制備及電化學(xué)性能研究[D];北京交通大學(xué);2017年

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本文編號：2785773