熔盐法制备二氧化锰及其电化学性能

以高锰酸钾和醋酸锰为原料,用熔盐法在KCl-LiCl体系中合成了二氧化锰(MnO2)电极材料。用X射线衍射(XRD)对其结构进行了考察,结果表明,合成样品含α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相。用扫描电子显微镜(SEM)对样品形貌进行了表征,照片显示样品为棒状纤维。在c〔(NH4)2SO4〕=2 mol/L电解液中采用三电极体系对样品进行循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试,结果显示该材料在0~1 V(SCE)的电位窗口内具有良好的矩形特征和动力学可逆性;其等效串联电阻(Rs)和电极反应电阻(Rr)分别为0.67Ω和0.72Ω;在电流密度为2 mA/cm2时,单电极放电比容量达到246.20 F/g,表现出优异的超级电容特性。     

并流沉淀法合成氧化镍及其电容性能

以硝酸镍和碳酸铵为原料,采用并流沉淀法得到碱式碳酸镍前驱体,经300℃热处理后得到NiO。X射线衍射分析表明,其衍射峰位置分别为37.2°、43.2°和62.8°,与标准图谱比照,所制样品为立方相的NiO。按m(NiO):m(乙炔黑):m(聚四氟乙烯)=75:15:10制备电极材料,在电解液c(KOH)=5mol.L-1的三电极体系中,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电对其超级电容性能进行了考察。不同扫速循环伏安曲线表明,该材料具有典型的超级电容特性;交流阻抗测试结果表明,溶液电阻RL为0.5Ω,电极电阻RE为0.6Ω;在电位为0～0.4V,10mA.cm-2恒流充放电条件下,测得其放电比容量可达352.7F.g-1。经12mA.cm-2恒电流循环100次,其放电效率仍达97.5%。     

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.     

熔盐法合成MnO2粉体及其超级电容性能

采用熔盐法在不同温度下制备了MnO2粉体.X射线衍射仪分析表明:粉体样品为α-MnO2和γ-MnO2晶混合物,反应温度越高样品的结晶程度越好.将MnO2粉体与石墨、乙炔黑、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素按质量比为75:10:10:2:3进行混合,在10 MPa压力下压制成电极.在2 mol/L (NH4)2SO4溶液中,用三电极体系对MnO2电极样品进行电化学性能测试.结果表明:制备粉体的反应温度是影响MnO2粉体制备的电极的电化学性能的重要因素,反应温度为450 ℃的粉体制备的电极样品电容性能最好.循环伏安测试表明该样品在0～1.0 V电位窗口范围内具有较好的矩形特征;交流阻抗测试结果显示样品具有典型的电容阻抗特性,其等效串联电阻和电极反应电阻分别为0.064 Ω和2.825 Ω.在电流密度为2 mA/cm2,恒流充放电时测得其放电比容量可达246.46 F/g.     

熔盐处理对MnO2电化学性能的影响

采用固相法制备了MnO2,用KCl-LiCl熔盐体系对样品进行处理后,MnO2的结晶程度增加。XRD测试表明,产物为α-MnO2与γ-MnO2的混合晶相,循环伏安测试表明熔盐处理后材料具有典型的超级电容特性,其等效串联电阻(RESR)由0.26Ω减小到0.25Ω,电极电阻(RE)由0.57Ω减小到0.37Ω,单电极放电比容量由100.94F·g–1提高了28.34%达129.54F·g–1。样品在恒电流充放电循环100次后,比容量衰减不大,充放电效率接近100%。