作為一種新型儲能裝置,超級電容器以其高功率密度、高能量密度和優(yōu)異的循環(huán)性能備受關注。錳氧化物來源豐富、比容量高且環(huán)境友好,近年來一直是超級電容器電極材料的研究熱點,但其機械穩(wěn)定性低、電導率小,使其實際比容量遠低于理論值,探索恰當?shù)闹苽涔に嚰?以提升材料的性能是目前研究的主要領域。本文采用溶膠凝膠法,以檸檬酸和乙酸錳為原料,經(jīng)高溫焙燒和酸化處理后制備純度較高的二氧化錳微粒,然后摻雜稀土元素Ce、La改性研究了酸處理、摻雜含量及溫度等因素對改性二氧化錳晶型以及電性能的影響。采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射以及電化學工作站對樣品的形貌、結構和電化學性能進行表征,通過實驗確定最佳工藝條件和摻雜的最佳用量。研究表明:制備的二氧化錳為球形顆粒狀,其晶型為α-Mn02,平均晶粒尺寸約91nm,比電容值為151.62F·g-1。Ce摻雜后樣品晶型發(fā)生改變,為ε-MnO2相,其晶型單一且純度較高。當乙酸錳和硝酸鈰銨的摩爾比為1:0.06時,電極比電容最大,可達226.12F·g-1,電極具有良好的電容特性和功率特性。對MnO2-Ce進行酸處理,酸化前后樣品的充放電時間分別為79s和117s,酸化后粒子分散... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

超級電容器的結構

圖 1.3 二氧化錳基本結構單元ig. 1.3 The basic structural unit of manganese diox氧化錳常見晶型[45]見表 1.4 中，如圖 1.4表 1.4 二氧化錳的晶型Table 1.4 The crystal type of manganese dioxid結構類型 硬堿錳礦 金紅石型 金紅石/斜方交替共存 層狀 層尖晶石 六方晶系 界中的雜硬錳礦、堿硬錳礦、鋇鎂錳礦的則是堿硬錳礦（Hollandite），具有[2×2

（3） -MnO2（4）λ-MnO2圖 1.4 二氧化錳的晶型結構模型Fig. 1.4 The crystal structure model of manganese dioxide氧化錳的電化學反應機理性能超級電容器主要有兩種方法：一是提高極化電極的可逆法拉增大贗電容容量；二是增大電極材料的比表面積，以提升雙電層比器同時兼具氧化還原電容和雙電層電容兩種電荷存儲機制：其一是較大的比表面積，其二是因為在超級電容器的電化學窗口內(nèi)，主要 Mn（III）之間的氧化還原反應，且反應快速可逆。MnO2為半導體，其還原過程區(qū)別于一般金屬，反應機理類似于質(zhì)子-電子機理。分兩步還原[50]：是+4 價錳還原為+3 價錳，這一過程是由離子或質(zhì)子進入 MnO2晶。首先在 MnO2微粒表面上 MnO2吸附 H+，Mn4+還原為低價錳的氧子理論，MnO2晶格是四價錳與 O2-交錯排列構成的。在還原反應中

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2993065