论文摘要
作为一种新型的储能元件,超级电容器具有超大容量和高功率密度,有重要的现实和潜在应用价值。双电层电容器中采用的碳材料比容量已接近极限,因此研究开发具有高比容量的新型碳基材料变得非常重要。作为双电层电容器的补充形式,赝电容器也得到了广泛关注,其容量产生于氧化物薄膜的氧化还原反应。由于此类金属氧化物价格昂贵,赝电容器的应用受到了很大限制。MnO2资源丰富且电容行为与Ru02等贵金属极为相似,是最有希望取代Ru02的廉价金属氧化物。本文采用XRD、SEM和电化学测试等方法对所制备的M02C/C复合体和Mn02材料进行研究,主要内容如下：利用直接碳化法制备了高比表面积的碳化钼/碳复合体（MCCs）。调节K2CO3的加入量,可以获得较高的比表面积（>900m2/g）。XRD测试表明,在碳基上合成了α-Mo2C及微量的MO3C2。SEM结果表明,碳化钼颗粒的尺寸在1-3μm之间,且很好地分散在碳中。碳表面存在较多的孔洞,因此比表面积较高。电化学测试表明MCCs是一种理想的电极材料,具有较高的比容量和长期循环稳定性。K2CO3用量为0.3g时制备的样品具有良好的充放电性能,电流密度为50mA/g时,比容量达到238F/g,且电流密度为1A/g时仍可保持高于150F/g的比容量。其表现出的高比容量是多孔碳的高比表面积提供的双电层电容和过渡金属氧化物提供的赝电容相叠加的结果。采用水热合成法制备了MnO2纳米线。SEM结果显示,MnO2纳米线的长度为3-10μm,直径为10-50nm。同时研究了反应物的比例、反应温度、反应时间、电解质的种类等不同因素对材料的物理性质和电化学性能的影响。分析得出MnO2的最佳制备条件为：反应物比例n （MnSO4·H2O）:n （KMnO4）=3:2,反应温度120℃,反应时间9h。在1 mol/LKOH电解液中充放电测试,电流密度为50mA/g时,比容量高达582.8F/g,在高电流密度（500mA/g）下也能保持较高的比容量（100.9 F/g）。测试过程中MnO2材料的电阻比较大,导致电化学性能不是非常理想,今后可考虑在制备过程中掺杂Ce、Cr等金属元素,以降低其电阻,并能保持较高的比容量,从而改善其电化学性能。
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摘要Abstract引言1 文献综述1.1 超级电容器的研究现状与发展趋势1.1.1 超级电容器的发展历程1.1.2 超级电容器的研究现状1.1.3 超级电容器的发展趋势1.2 超级电容器的组成结构、特点及用途1.2.1 超级电容器的组成结构1.2.2 超级电容器的特点1.2.3 超级电容器的用途1.3 超级电容器的分类及原理1.3.1 双电层电容器的原理1.3.2 赝电容器的原理1.3.3 混合电容器的原理1.4 超级电容器电极材料的研究1.4.1 碳材料1.4.2 过渡金属化合物材料1.4.3 导电聚合物材料1.5 过渡金属碳化物/碳复合材料的研究进展2作为超级电容器电极材料的研究进展'>1.6 MnO2作为超级电容器电极材料的研究进展2的制备方法'>1.6.1 MnO2的制备方法2在超级电容器中的应用机理'>1.6.2 MnO2在超级电容器中的应用机理1.7 本文的选题背景与研究内容1.7.1 选题背景1.7.2 研究内容2 实验方法及测试原理2.1 实验所用药品及仪器设备2.2 电极材料的物理性能表征2.3 电极材料的电化学性能测试3 碳化钼/碳复合体的制备及电化学性能研究3.1 碳化钼/碳复合体的制备3.2 复合材料的物性表征3.2.1 XRD测试3.2.2 SEM测试3.3 复合材料的电化学性能测试3.3.1 电极材料的制备3.3.2 循环伏安测试3.3.3 恒电流充放电测试3.4 本章小结2材料及电化学性能研究'>4 水热合成法制备MnO2材料及电化学性能研究2电极材料的制备'>4.1 MnO2电极材料的制备4.2 实验结果与讨论4.2.1 反应物摩尔比对电极材料的影响4.2.2 反应温度对电极材料的影响4.2.3 反应时间对电极材料的影响2电极材料性能的影响'>4.2.4 不同电解液对MnO2电极材料性能的影响2电化学性能的影响'>4.2.5 不同扫描速度对MnO2电化学性能的影响2电化学性能的影响'>4.2.6 添加剂对MnO2电化学性能的影响2在电解液中的反应机理'>4.2.7 MnO2在电解液中的反应机理4.3 本章小结5 结论与建议5.1 全文结论5.2 存在的问题及今后研究工作的建议参考文献攻读硕士学位期间发表学术论文情况致谢
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标签：超级电容器论文; 复合体论文; 二氧化锰论文; 电化学性能论文;
Mo2C/C复合体和MnO2纳米线的合成及电化学性能研究
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