【摘要】：超級(jí)電容器作為一種新型儲(chǔ)能器件,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。然而由于超級(jí)電容器的瓶頸問(wèn)題——能量密度低,阻礙了其廣泛發(fā)展。本文主要利用液相共沉淀法以及溶劑熱法制備了二氧化錳基超級(jí)電容器電極材料,通過(guò)提高電極材料的容量值從而提升超級(jí)電容器能量密度。首先利用液相共沉淀法制備了納米MrnO2。為解決制備過(guò)程中納米顆粒的團(tuán)聚問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)在制備產(chǎn)物的過(guò)程中添加了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以提升其分散性能,并與常用的聚乙二醇(PEG)以及十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)表面活性劑進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,加入表面活性劑均能改善MnO2的微觀形貌,孔尺寸及電化學(xué)性能,且非離子型表面活性劑PEG和PVP的作用效果優(yōu)于離子型表面活性劑SDBS,而添加PVP制備試樣的性能最優(yōu),此時(shí)比表面積和比容量分別為196.64 m2/g和203.2 F/g(@120 mA/g)。為改善Mn02的導(dǎo)電率,在氮?dú)鈿夥障聦?duì)液相共沉淀制備試樣進(jìn)行進(jìn)一步的熱處理。分析發(fā)現(xiàn),低溫氮?dú)鉄崽幚砉に嚳稍贛rnO2表面誘導(dǎo)產(chǎn)生一定數(shù)量的氧缺陷,使其導(dǎo)電性、循環(huán)性能、內(nèi)阻及充放電性能均得到明顯提升。其中N-400℃試樣在6 mol/L KOH電解液具有最高的比容量為368.2 F/g(@1 A/g)。為進(jìn)一步提升試樣的性能,實(shí)驗(yàn)利用溶劑熱法,通過(guò)控制NH4F的添加量制備了不同形貌結(jié)構(gòu)的CoO@MnO2核/殼分級(jí)復(fù)合電極材料。由于MnO2在CoO表面原位生長(zhǎng),無(wú)需導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑,因而所制備電極具有獨(dú)特的分級(jí)結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的電子傳輸網(wǎng)絡(luò)和電化學(xué)性能。制備的CoO及CoO@MnO2試樣比容量變化規(guī)律為:添加 Co2+:NH4F 為 1:21:51:01:10;其中添加 Co2+:NH4F=l:2 時(shí)制備的CoO@MnO2試樣在1 A/g電流密度下具有1505.7 F/g的比容量,在5A/g電流密度下循環(huán)1200圈后,材料的比電容維持初始的97.5%,庫(kù)倫效率均維持在100%附近,表明制備的試樣具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,是一種良好的超級(jí)電容器電極材料。
【圖文】：

保證了電極的循環(huán)穩(wěn)定性。逡逑１．２．３超級(jí)電容器的特點(diǎn)及其用途逡逑圖１．２所示為幾種常見(jiàn)的儲(chǔ)能器件的能量密度＿功率密度比較圖，超級(jí)電容器與傳統(tǒng)逡逑型電容器相比，具有更大的比電容量，此外，其能量密度是傳統(tǒng)電容器的１０倍多［４］；與逡逑充電電池比較，超級(jí)電容器的功率密度更高、瞬間可釋放大電流以滿足脈沖需求以及具逡逑有優(yōu)異的循環(huán)壽命等一系列優(yōu)點(diǎn)�？傮w而言，超級(jí)電容器作為新型環(huán)境友好型儲(chǔ)能器件，逡逑兼具充電速度快、充放電效率、高功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等突出優(yōu)點(diǎn)。它已被廣泛作逡逑為主電源、后備電源和替換電源應(yīng)用于電子設(shè)備、新能源交通工具、航空航天以及軍事逡逑國(guó)防等領(lǐng)域［５］。然而，與充電電池相比，超級(jí)電容器的能量密度偏低，按照能量密度的逡逑決定式，Q兦暗難芯抗ぷ髦饕ü岣叩緙牧系謀熱萘�，或諊撫高稻|庵嗜芤旱姆紙忮義系繆勾傭岣咂淠芰棵芏齲傭锏劍遙幔紓錚睿逋賈械母吣芰棵芏雀吖β拭芏鵲睦硐胛恢謾ｅ義希渝邋五五危ㄥ澹模潁澹幔礤義希靛澹懾五義希媯�，逦一艺d義�？�

本文編號(hào)：2596236