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.     

MnO2/PbO2复合电极的电化学电容行为

研究了向纳米MnO2中添加PbO2制成复合电极的电化学性能。恒流充放电测试表明,PbO2添加量为26.5%时,MnO2单电极的10mA放电比电容从203.6F/g提高到339.2F/g,50mA放电比电容从150F/g提高到267.8F/g。结合循环伏安实验,初步认为PbO2对MnO2的改性作用基于在MnO2充放电过程中,Pb元素进入MnO2晶格,PbO2与MnO2形成了复合物Pb(X)Mn(Y)(X=Ⅳ,Ⅱ;Y=Ⅳ,Ⅲ)。这些复合物可以共氧化和共还原,使MnO2/MnOOH的均相氧化还原过程进行得更为完全。     

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。     

Cr掺杂二氧化锰纳米棒的制备及其电化学性能

以KMnO4和MnCl2·4 H2O为原料,采用液相化学沉淀法合成纳米结构MnO2电极材料,并添加一定量的K2Cr2O7 对其进行改性.通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)等手段对MnO2的结构形貌进行表征;利用循环伏安法和恒流充放电等方法研究了MnO2在1 mol/L KOH电解液中的电容行为.测试结果表明,K2Cr2O7的存在导致了MnO2由γ-MnO2向α-MnO2晶型的转变以及MnO2纳米棒的形成.MnO2纳米棒的直径约为80 nm,长度约为0.5～2 μm,并且MnO2电极材料的晶化程度和电化学性能都得到了提高.当K2Cr2O7添加量为1O％(与KMnO4的质量比)时,在0.3A/g和1 A/9电流密度下,电极比容量分别为271 F/g和199 F/g,大约是未添加K2Cr2O7条件下制备的电极的2倍.Cr掺杂MnO2纳米棒表现出优异的高倍率性能.     

Fe添加对二氧化锰电化学行为的影响

以KMnO4和MnCl2.4 H2O为前驱体,采用共沉淀法合成纳米结构MnO2电极材料。添加一定量的FeCl3.6 H2O对MnO2进行改性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对MnO2的结构和形貌进行表征;利用循环伏安法、恒流充放电等测试方法研究了MnO2电极材料在1 mol/L KOH电解液中的电化学行为。结果表明,FeCl3.6 H2O的大大影响MnO2的结构和形貌。随着Fe∶Mn摩尔比的增加,MnO2从γ-MnO2晶型转变为层状结构,形貌由片状转变为直径约100 nm的球形,并且Fe改性MnO2的电化学性能明显提高。当添加FeCl3.6 H2O的量为5%(Fe与Mn的摩尔比)时,在1 A/g电流密度下,MnO2电极的比电容为236 F/g。     

热处理及碳纳米管复合对δ-MnO2超电容行为的影响

以高锰酸钾(KMnO4)和硝酸锰[Mn(NO3)2]为反应物,通过液相氧化还原沉淀反应制备出纳米MnO2电极材料,并进行不同温度的热处理。此外,还用同样方法在碳纳米管(CNT)存在的条件下制备出经200℃热处理的纳米MnO2/CNT复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和BET比表面面积测试方法对材料进行了表征,研究了热处理温度和CNT复合对纳米MnO2在1 mol/L LiOH电解质中电化学性能的影响。电化学研究结果表明,经200℃热处理的纳米MnO2具有较高的比电容,但循环稳定性不佳。经200℃热处理的含10%质量分数碳纳米管的纳米MnO2/CNT复合电极材料具有较好的循环稳定性和较高的比电容。     

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%。     

活性炭掺杂MnO2电极的电化学性能

采用化学沉淀法制备MnO2并对普通活性炭进行掺杂.通过循环伏安、交流阻抗、漏电流和恒流充放电测试MnO2/C样品电极的电化学性能.测试结果表明:掺杂量为20％（质量分数）时样品的电容特性最好,其放电比容量为255.5 F/g,比掺杂前提高了49.3％;掺杂后样品的等效串联电阻(RESR）和漏电流分别下降了29.8％和6...     

超级电容器电极材料--MnO2的电化学制备及其性能

在25℃,沉积电位为0.50～0.95V条件下,从0.25mol/L醋酸锰溶液中,在石墨电极上沉积出二氧化锰(MnO2)。用扫描电镜(SEM)对所得样品的表面形貌进行了测试,并用循环伏安技术测试了不同沉积电位下制备的二氧化锰电极在不同电解液中的比电容。通过比较不同电解液中的循环伏安行为,发现二氧化锰电极在2mol/LKCl溶液和2mol/L(NH4)2SO4溶液中的循环伏安特性较好,在0.5V下沉积的二氧化锰性能最好。当扫描速度为5mV/s时,其比电容分别为274.74F/g和309.74F/g,并且在2mol/LKCl溶液中电极具有更好的可逆性。     

分散剂对MnO_2/AC电化学电容性能的影响

添加不同系列的聚乙二醇(PEG)分散剂,采用化学混合法制备了MnO2/AC(活性炭)复合材料.应用X射线衍射、恒流充放电、交流阻抗和循环伏安等方法研究了各分散剂对产物结构与电化学性能的影响.实验结果表明,分散剂聚乙二醇(PEG)的聚合度对MnO2/AC复合材料的比电容和循环寿命有显著的影响,其中PEG400作为分散剂制备的复合材料具有最好的电化学电容行为.以PEG400制得的复合材料为正极,活性炭为负极组成超级电容器,在电流密度为100 mA/g条件下,MnO2/AC复合材料的比电容达366 F/g,且经500次充放电循环后容量仍保持在94%以上,显示出该复合材料具有良好的超电容特性.     

阳极氧化法制备超级电容器用多孔MnO_2电极

通过阳极氧化不锈钢表面的锰镀层,制备超级电容器用二氧化锰(MnO2)电极,研究阳极氧化用电解液的pH值、氯离子浓度和氧化电流密度对MnO2电化学性能的影响。当电解液的pH值为7、氯离子浓度为3 mmol/L及氧化电流密度为0.1 mA/cm2时,制备的MnO2具有多孔纤维状结构,以65 mA/g在0~1 V充放电的比电容为210 F/g。     

二氧化锰电容材料的制备及性能表征

采用机械化学法制备了高比容量MnO2电容材料,考察了高锰酸钾与乙酸锰配比对样品结构及电化学性能的影响。用XRD、BET等方法对材料的结构进行了表征;用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等方法分别研究了MnO2电极和超级电容器在6mol／LKOH水系电解液中的电化学性能。结果表明,原料中高锰酸钾含量越多,产物比表面积越大,表现出弱结晶性;当原料物质的量配比为1：1时,所得样品为385m^2／g的无定型MnO2,其电极最大放电容量达到了536F／g。     

纳米花状MnO_2/Ni电极的制备及其电容性能研究

采用简单的一步水热法,在泡沫镍基体上自生长了由纳米片组装而成的花状MnO_2,制得MnO_2/Ni电极,且具有较高的负载量(2.4 mg/cm~2),通过X射线衍射光谱法(XRD),扫描电子显微镜法(SEM),能量散射光谱(EDS)表征其结构、形貌及元素组成,表明这一结构为花状δ-MnO_2(水钠锰矿型MnO_2);并在三电极体系下,利用循环伏安曲线(CV)、恒电流充放电曲线(GCD)和电化学交流阻抗频谱(EIS)等电化学方法表征其电容性能,结果表明,小电流密度下,该电极表现出更好的电容性能,在0.2A/g的电流密度下,比电容高达380.2F/g;在2A/g电流密度下,经过1000次循环,比电容依然保持起始的94.2%,且循环前后,电极的电阻并没有发生明显的变化。因此,表现出良好的电容性和稳定性。     

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。     

微波水热法制备二氧化锰/石墨烯复合材料

用微波水热法,以乙醇作为还原剂,在60℃下加热4h,一步制备二氧化锰(MnO2)/石墨烯复合材料.通过XRD、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电镜(TEM)等方法对产物进行分析,发现MnO2较好地分散在石墨烯表面.通过循环伏安和恒流充放电研究了产物的电化学性能:以100 mA/g的电流在0～0.8 V(vs.SCE)循环,制备的MnO2/石墨烯复合材料在1 mol/L的Li2 SO4中的比电容为195 F/g.     

PANI/MWCNT复合材料电容性能研究

采用化学氧化法制备了聚苯胺(PANI)及聚苯胺/多壁碳纳米管复合材料(PANI/MWCNT),扫描电镜(SEM)、IR表征样品并利用循环伏安法、交流阻抗及恒流充放电测试研究其电容性能。结果表明,PANI/MWCNT电极在1 mol/L的H2SO4溶液中电容性能良好,在5 mA/cm2的电流密度下比电容为523 F/g。PANI/MWCNT电极较纯PANI电极有更好的大电流放电能力,50 mA/cm2下复合电极的比电容仍达490 F/g,容量仅衰减了6.31%,而PANI电极的容量则衰减了29.74%。交流阻抗证明,与纯PANI电极相比,PANI/MWCNT复合电极的电阻较低,且具有更为优越的功率性能。     

碳纸/纳米MnO2复合电极材料的循环伏安研究

将碳纸与氧化还原反应法制备的纳米MnO2通过液相沉积法形成新的复合电极材料,采用循环伏安和恒流充放电测试技术对复合电极材料进行测试分析,研究结果表明:碳纸/纳米MnO2复合电极材料呈花瓣状开放结构,有利于提高复合电极的比表面积;碳纸基体沉积1 h制备的电极具有最好的稳定性,沉积3 h制备的电极样品稳定性最差,所以沉积时间过长不利于电极电容性的稳定;氧化还原混合溶液浓度为0.2 mol/L,碳纸基体沉积时间1 h的条件下制备的薄膜电极样品的性能最优。     

RunMn1-nOx复合电极材料的制备、结构与电化学电容特性

为了提高钌基复合电极材料的性价比,首次采用氧化共沉淀法制备出RunMn1-nOx新型电化学电容器复合电极材料。X射线光电子能谱(XPS)分析表明该复合材料由氧化钌-二氧化锰组成。X射线衍射实验显示材料的晶态结构与热处理温度有关,且温度对材料的电化学电容性有影响。循环伏安(CV)以及计时电位测试结果表明RunMn1-nOx复合电极材料比纯MnO2电极材料具有更好电化学电容性和导电性,掺杂9%(质量分数)的钌可显著地提高金属氧化物复合电极材料的性价比。     

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.     

廉价模板法制备介孔MnO2的电化学电容性质

以国产嵌段共聚物P123为模板剂制备了介孔氧化硅模板KIT-6,利用“反相复制法”制备出具有介孔结构的二氧化锰电极材料。BET测试结果表明,所制备KIT-6和二氧化锰的BET比表面积分别为821．7m^2／g和137m^2／g,孔径分布分别集中在2．67nm和3．67nm,其孔容分别为0．52cm^3／g和0．39cm^3／g。循环伏安,交流阻抗以及恒电流充放电测试表明用所制介孔二氧化锰制备的电极有很好的电化学电容性能,首次放电容量可达295F／g,远高于直接分解Mn（NO3）：所制得的MnO2,并且其复平面图表现出典型的电容特征。因此,采用该法制备的这种介孔结构的MnO2能够用来制作电化学电容器电板,并且保持较高的比电容量和良好的电容性能。