超级电容器复合材料MnO2/活性炭的研究

采用化学共沉淀法制备了α-MnO2*nH2O和活性炭的复合电极材料,对其结构和形貌分别用XRD和SEM进行了表征.循环伏安、交流阻抗以及恒流充放电等测试结果表明复合电极材料比α-MnO2*nH2O或活性炭电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为.随活性物质量增加,复合电极的比电容量增长率趋于稳定.     

超级电容器MnO2/CRF复合电极材料的制备及性能的研究

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,碳酸钠(C)为催化剂,制备碳气凝胶(CRF),并以KMnO4和Mn(CH3COO)2·4H2O为原料,采用了化学沉淀法制备MnO2/CRF复合材料.用N2吸附、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备的MnO2、CRF和MnO2/CRF复合材料进行了表征,结果表明碳气凝胶具有珍珠串式的无序多孔网络结构,所制备的MnO2为纳米级颗粒,复合材料为纳米级粉体.并对不同配比的MnO2/CRF复合材料的电化学性能进行了研究.循环伏安、恒流充放电实验表明了所制备的MnO2/CRF复合电极材料具有良好的可逆性和充放电性能.当MnO2含量为60%时,MnO2与碳气凝胶复合制成的新型电极材料具有226.3F/g的比电容,比碳气凝胶电极的比电容提高了1倍.此外,对复合电极的循环寿命进行了研究,表明复合电极具有良好的循环充放电性能.     

超级电容器用纳米MnO2的阴离子还原剂制备研究

以KMnO4为氧化剂,以NaHSO2为阴离子还原剂制备了超级电容器用MnO2.运用N2吸附、SEM和XRD对氧化锰进行了形貌和结构表征.通过循环伏安和恒流充放电测试研究了氧化锰的电化学性能.结果表明:实验制备的MnO2为无定型结构,粒径为20～40nm,比表面积为155.4m2·g-1.在1mol·L-1的(NH4)2SO4溶液中,在-0.4～0.5V(vs SCE)的电位范围内表现出典型的法拉第赝电容行为,电流密度为10mA·cm-2时,其比容达到325 F·g-1.     

活化和MnO2沉积提高碳纳米管超级电容器的性能

为了提高碳纳米管( carbon nanotubes,CNTs)超级电容器的性能,分别对 CNTs进行活化处理增大其比表面积和在CNTs表面沉积MnO2 引进赝电容,并利用TEM、BET、循环伏安和恒流充放电测试对实验样品进行了分析和表征。结果表明活化和MnO2 沉积有效地提高了 CNTs 超级电容器的性能。在充放电电流密度为 5mA/cm2 时,在 CNTs 的比容为46F/g的情况下,活化 CNTs和 CNTs/MnO2 复合物的比容分别达到87和150F/g,而且基于活化CNTs和CNTs/MnO2 复合物的超级电容器具有良好的功率特性。     

基于阴离子还原剂制备的超级电容器用中孔MnO2研究

以Na2S2O3为还原剂,KMnO4为氧化剂制备了超级电容器用MnO2,采用SEM、N2吸附-脱附和XRD对样品进行了分析.用循环伏安和恒流充放电测试对样品的电化学性能进行了表征.结果表明,实验制备的MnO2为无定型结构,呈类球状,直径为20～40nm,比表面积和平均孔径分别为182.6m2/g和6.2nm.在1mol/L (NH4)2SO4水溶液中,在-0.4～0.5V(vs.SCE)的电位范围内,MnO2具有典型的赝电容特性和高功率特性.在10mA/cm2的电流密度下,MnO2比容达到397F/g,且具有高循环效率.     

超级电容器MnO_2/活性炭复合电极的研究

采用机械混合物理方法将电解MnO2进行细化并与活性炭组成复合电极材料。循环伏安、恒流充放电等测试结果表明,复合电极材电极具有更好的电化学可逆性和理想的电化学电容行为。当MnO2和活性炭混合物的平均粒径在3μm左右,并且其配比达到某一值时,电极呈现出良好的大电流充放电性能,解决了活性炭大电流充放电效果差的问题。     

MnO_2-CNTs复合材料的合成及其超级电容器性能研究

采用液相沉淀法在碳纳米管（CNTs）的表面沉积MnO2纳米颗粒,制得了MnO2-CNTs复合材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对材料的微观结构及成分进行了表征。利用电化学循环伏安和恒电流充放电对材料进行电化学性能测试,表明MnO2-CNTs复合材料结合了MnO2较高的质量比电容和CNTs较好的电化学稳定性的优点,质量比电容为220F/g。并将MnO2-CNTs复合材料与活性炭（AC）组装形成非对称超级电容器,发现MnO2-CNTs与AC质量比为0.75：1时,质量比电容达到最高,为306F/g。非对称电容器性能较对称电容器有较大幅度的提高,并且具有良好的电化学稳定性。     

掺钴MnO2电极的电化学电容行为研究

采用化学共沉淀法制备了超级电容器电极材料化学掺杂Co的MnO2电极,借助XRD测试对电极材料进行了物理结构表征,表明掺Co量影响材料的晶体结构和活性。电化学测试结果得出化学掺杂的配比对电化学性能影响很大,掺杂量为n(Co)：n(Co Mn)大于或小于0．1时,其循环伏安、充放电和电容特性较差。而适量的掺入Co,改善了电极的电容性能,降低了电极内阻,提高了活性物质的利用率,并使得电极能够在大电流下进行充放电。经1000次循环,适量掺杂的MnO2电极比未掺杂的MnO2电极具有更高的电容性能,掺杂的MnO2电极循环性能相对较差,但是其比电容仍然大干未掺杂MnO2电极。     

无定型氧化锰超级电容器电极材料

采用化学共沉淀法制备超级电容器用氧化锰电极材料,借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和BET比表面积分析手段对样品进行表征。结果表明,产物为无定型结构,粒径分布较均匀,约在40～50nm,BET比表面积达到160．5m^2／g。在0．5mol／LK2SO4水溶液中,电位窗口为0～0．8V(vs.SCE)内,通过循环伏安和恒流充放电测试,显示该材料制备的电极具有良好的电容行为和功率特性。在扫描速度为4mV／s时,单电极的比容量达到140F／g。     

Three-dimensional heterostructured MnO2/graphene/carbon nanotube composite on Ni foam for binder-free supercapacitor electrode

In this article, three-dimensional (3D) heterostructured of MnO₂/graphene/carbon nanotube (CNT) composites were synthesized by electrochemical deposition (ELD)-electrophoretic deposition (EPD) and subsequently chemical vapour deposition (CVD) methods. MnO₂/graphene/CNT composites were directly used as binder-free electrodes to investigate the electrochemical performance. To design a novel electrode material with high specific area and excellent electrochemical property, the Ni foam was chosen as the substrate, which could provide a 3D skeleton extremely enhancing the specific surface area and limiting the huge volume change of the active materials. The experimental results indicated that the specific capacitance of MnO₂/graphene/CNT composite was up to 377.1 F g^?1 at the scan speed of 200 mV s^?1 with a measured energy density of 75.4 Wh kg^?1. The 3D hybrid structures also exhibited superior long cycling life with close to 90% specific capacitance retained after 500 cycles.     

膨胀石墨/MnO2超级电容器电极材料中膨胀石墨的作用机制

采用一种简便的方法制备出了单相α-MnO₂和膨胀石墨(EG)/MnO₂复合物。实验结果表明EG/MnO₂复合物有着比单相α-MnO₂更高的比电容和更加优异的倍率性能。随后采用XRD、TG、EIS、BET等手段对复合材料中EG的作用机制进行了研究,结果发现在EG/MnO₂复合物中出现了δ相MnO₂(δ-MnO₂为层状结构,相较于α-MnO₂更加有利于离子的扩散和传输),δ-MnO₂大约占复合物总质量的30wt%,EG占3.4wt%。EG/MnO₂复合物的电荷转移电阻显著低于单相α-MnO₂。EG/MnO₂的比表面积为38.7 m²·g^-1,而单相α-MnO₂的比表面积只有21.6 m²·g^-1,更大的比表面积使材料与电解液接触更为充分,从而降低了电荷转移电阻。综上,复合材料中EG的作用机制是通过自身的层状结构诱导了MnO₂在其上沉积形成了层状的δ-MnO₂,同时抑制了MnO₂颗粒的生长,增加了颗粒与电解液的接触面积,降低了电荷转移电阻,从而增大了比电容,也提高了其倍率性能。     

溶胶-凝胶模板法合成MnO2纳米线

本文通过两步阳极氧化在 0 .5M硫酸和 5g L草酸混合溶液中制得多孔氧化铝膜 ,经 5wt%的磷酸扩孔处理得到具有孔径大小均一 ,排列有序 ,并具有一定厚度的阳极氧化铝模板 (AAO) ,以该氧化膜为模板 ,用溶胶 凝胶法在其微孔内合成了MnO2 纳米线。利用扫描电镜 (SEM)对模板和纳米线材料的形貌进行了表征 ,发现氧化铝模板微孔直径为 75± 2nm ,MnO2 纳米线直径在 70nm左右 ,长度为 5 0 0～ 70 0nm。通过X 射线衍射 (XRD)检测可知该纳米线为α MnO2 。循环伏安 (CV)表明α MnO2 纳米线在 2 .0mol L (NH4 ) 2 SO4 溶液中具有优良的电容行为 ,比电容达 1 6 5F g ,是一种理想的超级电容器电极材料。     

MnO2对多壁碳纳米管的包覆与表面改性研究

利用高锰酸钾(KMnO4)在分散有多壁碳纳米管的硝酸溶液作用下分解,控制反应条件,在多壁碳纳米管上原位生成并包覆了颗粒状和丝状两种不同形貌的MnO3.通过XPS对反应产物进行了验证,利用TEM对碳纳米管包覆前后的形貌进行了表征,并对反应机理进行了初步探讨.