隐钾锰矿型MnO2纳米棒的制备及其电容性能研究

用乙醇室温还原KMnO_4得到MnO_2前驱体,通过煅烧制备得到了MnO_2,采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)对其晶体结构和微观形貌进行了表征,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗法对其电化学性能进行测试。结果表明,所制备的材料为隐钾锰矿型MnO_2,微观形貌呈纳米棒状,煅烧时间为6 h时,产物具有最小的直径和最大的长径比,同时也具有最高的比电容和最低的阻抗。在0.1 A/g的电流密度下,比电容达到327 F/g,经100次充放电比电容几乎没有损耗。     

锡掺杂纳米α-MnO_2制备及在锌离子电池中的性能

以KMnO_4和MnSO_4为原料,CTAB为原位分散剂,采用水热法制备纳米α-MnO_2。研究了反应温度、锡掺杂量和分散剂对α-MnO_2微观结构的影响,并探讨其作为锌离子电池正极的电化学性能。结果表明:水热法可合成出纳米棒状MnO_2,其反应温度对所制备MnO_2的晶型、形貌都有较大影响,随温度上升,纳米棒长径比先增大后减小;分散剂和锡掺杂量对所制备二氧化锰的晶型无影响,但可改善粉体的分散性和所制备电池的性能。推荐制备工艺参数为:反应物KMnO_4和MnSO_4的摩尔比为2∶3,反应温度为160℃,反应时间为4 h并加入30 mg/L的分散剂CTAB,锡掺杂量摩尔比(Mn)∶(Sn)=50∶1。使用该工艺制备的正极,在优化导电剂和电解液之后制备电池,在50 mA/g的电流下首次放电比容量达到588.6 mAh/g,20次循环后的容量保持率为94.7%。     

MnO_2/AMCMB复合电极材料的制备及超电容性能的研究

以KOH活化中间相炭微球(MCMB),通过KOH活化法制备了活性中间相炭微球(AMCMB),并以KMnO_4和MnSO_4为反应原料,用化学沉淀法合成了MnO_2/AMCMB复合材料。采用电子扫描显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)对样品的形貌和结构进行表征。通过循环伏安、电化学交流阻抗、恒流充放电等方法研究AMCMB和MnO_2/AMCMB电极在6 mol/L KOH电解液中,0~1 V的电容行为。结果表明:AMCMB成功地复合了MnO_2;AMCMB电极放电比电容为155.52 F/g,MnO_2/AMCMB复合电极首次放电比电容增大至198.36 F/g。     

石墨烯/线状二氧化锰的合成及性能

在300℃下、空气气氛中还原氧化石墨(GO),制得石墨烯(GN),并与二氧化锰(MnO_2)复合,在异丙醇溶液中制备GN/MnO_2复合材料。通过XRD、场发射扫描电子显微镜和高分辨拉曼光谱等方法,对产物进行分析。热还原制备的GN为薄的片层状结构;复合材料中,线状MnO_2在片层状GN表面生长。用循环伏安和恒流充放电测试产物的电化学性能。在1 mol/L Na_2SO_4电解液中,当电流为100 mA/g、电位为0~0.8 V时,GN和MnO_2的比电容分别为108 F/g和119 F/g,复合材料的比电容为181 F/g。     

锰/炭混合超级电容器阳极材料的制备及性能

采用高锰酸钾与乙酸锰溶液通过液相沉淀法制备了颗粒尺寸为100 nm左右的α-MnO_2,并以此α-MnO_2为锰/炭混合超级电容器阳极材料,采用循环伏安法研究了其在0.5 mol/L Na_2SO_4、1 mol/L KOH溶液、1 mol/L KCI溶液和2mol/L(NH_4)_2SO_4溶液中的充放电行为.结果表明:在0.5 mol/L Na_2SO_4溶液中表现出较好的电容行为,比电容为145F/g.为提高所制备α-MnO_2的比表面积和电导率,将适量具有规则结构的介孔炭(OMC)添加到α-MnO_2中,制备得到MnO_2/OMC复合阳极材料.详细研究了OMC添加量对复合阳极材料结构和性能的影响.掺炭量为20%(质量分数)的锰炭复合物阳极材料的比电容值高达182 F/g.     

CNTs/PPy/MnO_2复合材料的制备及电容性能的研究

采用自组装法制备CNT/PPy/MnO_2三元复合材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱对其结构和形貌进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗对其电化学电容性能进行了研究,并讨论了不同配比对复合材料的电化学性能的影响。结果表明:CNT/PPy/MnO_2三元复合材料在质量比为m(CNT)∶m(PPy)∶m(MnO_2)=45∶10∶45时,内阻小且具有良好的充放电可逆性,在1 mol/L的Na_2SO_4溶液中,以0.28 A/g电流密度放电时,比电容可达178 F/g。扫描500圈后,电容保持率仍在92%以上,表明具有良好的循环稳定性。     

制备条件对水热法合成ZnWO4纳米晶的影响

以Zn（NO₃）₂·6H₂O和Na₂WO₄·2H₂O为反应物,用HCI或者NaOH调节反应溶液的pH值,采用水热法制备ZnWO4纳米晶。讨论了反应溶液pH值、水热反应时间及反应温度对ZnWO₄纳米晶的影响。经X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、透射电子显微镜（TEM）分析,结果表明:在制备过程中对ZnWO₄纳米晶物相、尺寸、微观形貌及荧光性能影响最大的条件为pH值的变化。研究了pH值对Ce³⁺:ZnWO₄荧光性能的影响,经荧光光谱（PL）测试表明:在pH=7的条件下制备的Ce³⁺:ZnWO₄纳米晶的荧光性能最好。     

二氧化锰制备工艺及其性能研究

以高锰酸钾(KMnO_4)和硫酸锰(MnSO_4·H_2O)为原料,氯化铁(FeCl_3)为铁源,分别制备二氧化锰(MnO_2)粉末、磁场辅助MnO_2粉末和磁场辅助铁掺杂MnO_2粉末。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)分别对样品的形貌和结构进行表征,并使用电化学工作站测试样品的电化学性能。测试结果表明,脉冲磁场环境和铁离子掺杂都明显改善了MnO_2的电性能。当电流密度为2 A/g时,脉冲电磁场辅助得到的铁掺杂MnO_2的比电容为992 F/g。     

超级电容器用MnO_2基纳米复合材料的进展

介绍二氧化锰(MnO_2)的结构及储能机理,综述近年来MnO_2作为赝电容材料,通过不同材料改性,以提高电化学性能的研究进展。这些材料主要有碳材料、导电聚合物、金属和金属氧化物/硫化物等。展望由MnO_2基纳米复合材料构建的核壳结构的发展趋势。     

超级电容器用纳米γ-MnO2制备及性能

采用醋酸锰和柠檬酸沉淀反应法制备锰配合物,经热分解和酸处理,得到纳米级γ-MnO2材料.用IR、XRD、SEM等方法对样品进行了表征,发现:所制备的γ-MnO2是由30～70 nm的微粒组成.用循环伏安法研究得出:不同γ-MnO2和活性炭配比的复合电极在0.5 mol/L Na2SO4、2.0 mol/L(NH4)2SO4、1.0 mol/L KCl等电解液中的比电容.结果表明:含40%、50%(质量比)γ-MnO2的电极在2.0 mol/L(NH4)2SO4溶液中的比电容较大,最大值为109.76 F/g.     

MnO_2/乙炔黑的超声化学制备与性能

分别采用超声化学法和化学混合法制备了MnO2/乙炔黑复合电极材料.XRD结果显示:超声化学法制备的粉体呈α-MnO2结构,化学混合法制备的粉体为无定形结构.SEM和电化学实验结果表明:超声辐射可促使MnO2与导电剂颗粒均匀分散,并能改善电极材料的电化学动力学可逆性,当乙炔黑含量为15%时,可使复合电极的电化学比电容提高两倍.     

添加剂对水热合成MnO_2电化学性能的影响

用异丙醇作为添加剂,采用水热法,在添加1 mL异丙醇的水溶液中制备了MnO2,并与在纯水中制备的MnO2进行比较,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对样品的结构、形貌进行了表征,结果显示,在异丙醇水溶液中合成的样品具有更高的结晶程度,为α-MnO2和γ-MnO2的混合相,添加异丙醇后改善了样品的微观颗粒形貌,提高了颗粒的分散度.电化学测试表明,添加异丙醇后样品的电化学性能得到明显改善,具有更好的循环伏安性能和更小的电化学阻抗,其在2 mA/cm2电流密度下放电比电容达到289.56 F/g.     

铝在碱性胶体电解质中的阳极行为

用电化学测试法分别考察了"羧甲基纤维素钠(CMC) 4 mol/L KOH"和"聚丙烯酸(PAA) 4 mol/L KOH"胶体电解质对铝阳极的电化学性能影响.结果表明:铝在2.5%PAA胶体电解质中的电化学性能比在CMC胶体电解质中的好;在2.5%PAA胶体电解质中分别添加0.50 mmol/L Na2SnO3、0.05 mmol/L HgCl2和0.80 mmol/L K2MnO4,对铝的缓蚀、活化作用都有所改善.效果最好的是Na2SnO3,K2MnO4次之.     

碱锰电池沥青封口胶的改性

沥青封口胶的封口性能对碱锰电池的质量好坏有重要的影响,改善沥青的性能对提高电池的品质有重要的意义.通过在原料沥青中引入一些具有特殊性质的物质来增加其胶质的含量以达到改善其封口性能的目的.实验结果表明:通过改性,沥青的软化点、运动粘度、针入度明显增加;电池的恒电流放电结果表明:以改性沥青封装的电池的初始放电电压、放电时间、电容量均达到碱锰电池规定的技术标准.     

流变相法制备的Li_(1+x)MnO_(1.92)F_(0.08)的性能

采用流变相法制备了Li1+xMnO1.92F0.08(x=0、0.05、0.10和0.20).在800 ℃、氮气保护下煅烧8 h制备的产物中,LiMnO1.92F0.08和Li1.05MnO1.92F0.08有完整的正交层状结构,Li1.10MnO1.92F0.08和Li1.20MnO1.92F0.08有Li2MnO3和Li2Mn2O4杂质.以0.2 C放电,Li1.05MnO1.92F0.08的最大放电比容量为157.85 mAh/g,第30次循环的比容量为157.15 mAh/g.     

化学二氧化锰在电池中的应用

研究了化学二氧化锰(CMD)在电池中的应用,测试了CMD的化学成分、电性能和贮存性能。结果表明:在锌锰电池中,CMD含量为20%时,效果较好;CMD可改善碱锰电池的大电流放电性能。     

加快大型号碱锰电池发展的探讨

分析了R20S等普通锌锰电池污染环境、浪费资源,难以实现产业可持续发展的现状;探讨了我国大型号电池向碱性化发展的必要性,既是市场发展的必然结果,也是世界发展的趋势;从市场前景和无汞锌粉、电解二氧化锰、零配件以及设备的开发等方面,探讨了LR20等大型号碱锰电池逐步替代普通锌锰电池的可能性。     

数码相机放电模拟方法的研究

通过对数码相机放电情况的研究,设置了6种放电方式来模拟碱锰电池在数码相机上的放电情况.通过比较碱锰电池在数码相机上实拍测试结果与模拟放电测试结果,发现两种类型测试结果非常吻合.经过进一步比较,选择了一种更接近实用的模拟放电方式:0.8 W/0.5 s-0.75 W/4.5 s-0.3 W/10 s-1.55 W/0.5 s-0.75 W/4.5 s-0.3W/10 s(终止电压为1.15 V)作为新的测试方法.实验表明:这种放电方式能够有效而快捷地测试出碱锰电池在数码相机上的放电能力.     

国外碱锰电池的结构和性能

简析了国外碱性锌锰电池的结构特点及性能变化,同时与我国碱性锌锰电池作了对比.指出其结构和变化是为了保证封口效果和充分利用电池内部空间;国外碱性锌锰电池性能在近年的改进和提高,符合用电器具方面的进步.