机械化学法制备超级电容器材料MnO2

采用机械化学法制备了MnO2粉末,用XRD、SEM和BET等方法对产物的结构与表面形貌进行研究,用循环伏安、恒流充放电等方法对产物的电化学性能进行测试.产物为微米级(5～10μm)的单相弱结晶α-MnO2,比表面积为241 m2/g.MnO2电极比电容下降的原因有两种:前60次循环中,是双电层不稳定引起的;经过780次循环后,是电化学惰性物质Mn3O4生成引起的.MnO2电极在200mA/g和500mA/g的电流下,首次循环的比电容分别为524 F/g和404 F/g.     

超级电容器二氧化锰电极材料的进展

综述了二氧化锰( MnO2)的主要制备技术(如液相沉淀法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法、低温固相法和水热法等)及修饰改性(如掺杂和复合)的进展和存在的主要问题,展望了高性能MnO2电极材料的发展前景.     

纳米MnO2超级电容器电解液性能研究

利用溶胶凝胶法制备纳米MnO2,由该样品制成的电极在(NH4)2SO4电解液中表现出良好的电容性能。考虑到(NH4)2SO4溶液对集流体泡沫镍的腐蚀,开展了向(NH4)2SO4溶液中加入添加剂(Na2SO4、K2SO4、MgSO4)以减缓(NH4)2SO4对泡沫镍腐蚀的研究,研究了添加剂的添加量和电解液的摩尔浓度对MnO2电极的电化学性能和对泡沫镍的腐蚀程度的影响。发现采用MgSO4的摩尔百分含量为50%、电解液的摩尔浓度[以(NH4)2SO4 添加剂的摩尔浓度计]为0.5 mol·L-1的电解液基本上不降低MnO电极的电化学性能,却大幅降低对泡沫镍的腐蚀程度。     

超级电容器用MnO_2电极材料的研究进展

介绍了MnO2的结构以及储能机理,重点综述了MnO2电极材料的制备及改性研究进展,并指出了MnO2电极材料今后的研究方向。     

直接还原高锰酸钾制备CNT/MnO2复合材料

直接还原高锰酸钾(KMnO4)制备了碳纳米管(CNT)/MnO2复合材料。用XRD、SEM和TEM等对复合材料进行形貌和结构分析,发现MnO2均匀地包覆在CNT表面。循环伏安、恒流充放电测试表明,复合材料的比电容较高,循环性能良好,以1 A/g、20 A/g放电的比电容分别为200.3 F/g和120.8 F/g,第2 000次循环(20 A/g)时的电容保持率为94.7%。     

纳米二氧化锰与超级电容器

锰基化合物贮量相对丰富,价格低廉,而且二氧化锰的基础研究较为透彻。因此,开发纳米二氧化锰超级电容器有着良好的基础和较大的实用意义。优质超级电容器的正极材料,其性能取决于纳米二氧化锰的形态(粒、棒、线、管)、宏观结构(晶体结构或无定形)、微观结构(孔径、孔隙率、比表面积);这些因素又互相关联,取决于制备方法与反应条件的选择。     

溶胶-凝胶法制备超级电容器用二氧化锰

用溶胶-凝胶法制备超级电容器用二氧化锰(MnO2)电极材料,研究pH值、干凝胶焙烧温度对产物的影响。制备的MnO2为直锰矿型,晶体呈纤维丝状,颗粒结构松散、内部孔道较大,有利于电子传输和离子扩散。在pH值为8.0、干凝胶焙烧温度为350℃时制得的MnO2性能最好。以0.5 mol/L Na2SO4为电解液,制得的MnO2组装电容器,以66.5 mA/g的电流在0~0.8 V进行恒流充放电,比电容达169.05 F/g。     

超级电容器用高倍率Sn改性MnO_2电极材料

以KMnO4和MnCl2为原料并添加一定量的SnCl4,采用常压回流液相共沉淀法合成了Sn改性MnO2电极材料。利用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和电化学方法对其进行物理表征和电化学性能研究。结果表明反应溶液pH值对MnO2的结构、形貌和电化学性能影响很大。反应溶液为酸性和碱性时分别得到γ-MnO2和δ-MnO2。在pH=9时制备的Sn改性MnO2具有良好的电容性能,在0.5 A/g下,比电容达到176 F/g,比未改性MnO2提高了66%,电流密度增大到2.0 A/g时,比电容依然保持在166 F/g。在1.0 A/g下进行连续充放电测试,1 000次充放电循环后,比电容仍保持在165 F/g,容量衰减小于6%。Sn改性MnO2是一种理想的超级电容器电极材料,具有良好的高倍率充放电性能和容量保持能力。     

石墨烯/镍掺杂二氧化锰复合材料的电化学性能

通过液相共沉淀法制备了石墨烯/镍掺杂二氧化锰(MnO2)复合材料。用XRD、SEM分析复合材料的微观结构和表面形貌,用恒流充放电、循环伏安及交流阻抗研究复合材料的电化学性能。镍掺杂的Mn O2为α-MnO2,粒径约为50 nm。复合材料具有良好的电化学性能,在电解液2 mol/L KOH中0.5 A/g、-0.2~0.8 V时的比电容达到319 F/g,循环伏安测试结果表明,电化学可逆性较好。     

纳米二氧化锰超级电容器电极研究

采用液相法制得菊花状形貌的纳米MnO2电极材料,并组装成对称型超级电容器。采用0.8V电压,在不同电流密度下分别对超级电容器进行了恒电流充放电测试,旨在研究正负极对超级电容器充放电性能的影响。结果发现,正负极的电荷储存机制不同,其中正极对电容器电压的影响起主要作用,在0.43～0.49V(vsHg/HgO)以及0.40～0.33V(vsHg/HgO)范围内发生了电化学反应,而负极则表现稳定。随着电流密度的增大,正极电压范围从0.54V下降到0.52V;负极电压范围则从0.26V增加到0.28V;正、负极以及电容器电阻均有所下降,超级电容器从4.29Ω下降到2.80Ω,正极从0.94Ω下降到0.76Ω,负极从1.30Ω下降到0.97Ω。超级电容器及电极的自放电分两部分进行,在高电位范围内由紧密层电荷快速扩散的线性放电速率变化以及在低电位范围内由分散层扩散决定的慢速线性放电速率变化。     

添加铅氧化物MnO2超级电容器的研究

用固相合成法制备了α-PbO、β-PbO、PbO_2和MnO_2。用MnO_2作为超级电容器正极电极材料,并通过在正极活性物质中加入不同的铅氧化物探讨其对正极容量的影响。实验表明添加β -PbO的MnO_2电极在7 mol·L-1 KOH溶液中于-0.3～0.4 V(vs . Hg / HgO)的电压范围内有良好的法拉第电容特性。添加2% β-PbO的MnO2电极比容量达165.7～260 F·g-1,比无添加剂的MnO_2电极的比容量高出62.5%,从实验数据可见,添加的配比对电化学性能的影响较大,添加量为2%时,电极具有良好的电容性能。从2 000次的循环性能看,在电流密度为50 mA·cm-2时,添加β-PbO的MnO_2电极仍具有较好的循环性,容量衰减不到10%。     

MnO_2掺杂对锂/氟化碳电池性能的影响

通过球磨法制备了二氧化锰(MnO_2)掺杂的氟化石墨(CF_x)复合材料;以复合材料为正极、锂带为负极,制备了1 Ah方形软包装锂/氟化碳(Li/CF_x)电池。探讨掺杂比例对Li/CF_x电池电化学性能的影响。与纯CF_x相比,掺杂30%MnO_2的电池以0.1 C倍率放电,低波电压和平台电压分别为2.360 V、2.463 V;以0.5 C、1.0 C倍率放电,低波电压分别提高约0.4 V、0.5 V。掺杂MnO_2可改善Li/CF_x电池的电压滞后现象,并提高放电平台电压。     

电解二氧化锰粒度对Li/MnO_2电池性能的影响

将热处理后的电解二氧化锰(EMD)进行10 h球磨,粉碎为200目、250目及300目等不同粒径,作为正极活性材料制备CR123A型锂/二氧化锰电池。使用200目、250目及300目EMD制备的电池,在60℃高温下存储7 d后的平均内阻分别为305.4 mΩ、296.1 mΩ和272.4 mΩ,30 m A恒流放电容量均约为1 300 m Ah,1.8 A恒流放电容量分别为748 m Ah、927 m Ah和998 m Ah。     

原材料与零配件对无汞碱锰电池的影响

电解二氧化锰(EMD)、无汞锌粉和集流体是影响无汞碱锰电池的关键因素。分析了国产、进口EMD和无汞锌粉的杂质含量;并对上述原材料制作的无汞LR6和LR03电池的电性能进行了测试和比较;结果表明:国产EMD的质量与国外先进水平接近;国产无汞锌粉与国外相比还有一定差距。介绍了负极集流体的无氰镀铟新技术。