二氧化錳電化學電容器電極材料的制備及性能研究.pdf

1、電化學電容器是一種具有顯著優點的新型能源存儲器件，電極材料是影響其性能的重要因素，二氧化錳則是其中一種極具發展潛力的電極材料，課題采用溶膠-凝膠法制備二氧化錳，采用液相沉淀法向二氧化錳中摻雜稀土元素鑭，希望得到比表面積大、電化學性能好、比容量高的二氧化錳電極材料。 采用正交試驗、單因素試驗和對比分析試驗等實驗方法，研究了溶膠一凝膠法和液相沉淀法中工藝參數對二氧化錳組織結構和電化學性能的影響。采用化學分析、掃描電鏡、X射線衍射等實

2、驗手段分析二氧化錳的組織結構和形貌，采用循環伏安、恒流充放電及自放電等測試方法分析二氧化錳的電化學性能。 實驗得出溶膠一凝膠法制備二氧化錳的最佳工藝參數為：n(檸檬酸)：n(醋酸錳)=0.5:1，C<,0>=0.1 mol/L，pH≈6，反應溫度約為60℃，350℃焙燒3小時并且經硫酸高溫酸化處理。所制備的二氧化錳顆粒較小，比表面積大，電容特性較好，循環穩定性高；比電容C=159.5 F·g<'-1>(I<,d>=5 mA)，隨

3、著放電電流的增大，比容量有所衰減，大電流放電性能有待提高。 液相沉淀法制備過程中，在未調pH值的情況下推測得到MnO<,1.88>，MnO<,1.88>具有比MnO<,2>更好的電化學性能。向MnO<,1.88>中摻雜稀土元素La，La以離子的形式嵌入二氧化錳晶格中。摻雜后，二氧化錳電極表現出較好的電容特性和功率特性。不同配比的摻雜對二氧化錳的電化學性能影響較大，當Mn:La摻雜比例為5:1(摩爾比)時，二氧化錳電極具有更好的電