二氧化锰竹基活性炭超级电容器电极材料的研究.pdf

北京化工大学
硕士学位论文
二氧化锰/竹基活性炭超级电容器电极材料研究
姓名:宁娈
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:陈晓红
20090602
二氧化锰/竹基活性炭超级电容器电极材料研究摘要随着人类生活水平的提高,材料的更新换代日益加速,传统的石油化工能源不足,新型材料的发展也不能满足人类的需求,原始生物材料开始引起人类的关注。竹子作为一种原始生物材料,来源广泛,清洁廉价,将其炭化再活化得到的产物竹基活性炭,比表面积高,具有较好的孔结构,使其成为双电层超级电容器的最佳选择之一。二氧化锰价格低廉,资源充足,也具有优良的高比容量性能。于是两者结合的复合材料在超级电容器中具有广阔的应用前景。本研究采用机械球磨法和化学法ü滔喾ā⑷芙耗悍ā⒐渤恋法、共沉淀超声法票噶瞬煌壤亩趸蹋窕钚蕴扛春喜牧希将其作为超级电容器电极材料。对其进行扫描电子显微镜琗射线衍射腿戎胤治.。在%浓度的芤褐薪醒环伏安、交流阻抗和电化学充放电测试,研究其电化学性能。研究表明,同一电流下,随着二氧化锰添加比例的增加,二氧化锰/竹基活性炭复合材料电极的稳定比容量减少。其中疊/、%/复合材料电极的稳定比容量比较相近。当二氧化锰的比例超过%以后,复合材料电极的稳定比容量下降得很快。当二氧化锰占复合材料质量分数为ナ保缂ū热萘靠梢源锏痝,次循环后可以维持在/J惺鄱趸讨饕3煞治,颗粒状。
溶胶凝胶法制备的二氧化锰主要成分为甅氏殖龌ò曜础9滔喾ǎ共沉淀法和共沉淀超声法制备的二氧化锰主要成分为甅9滔喾ㄖ备的二氧化锰由颗粒团聚而成,共沉淀和共沉淀超声法制备的二氧化锰为棒状,但是共沉淀超声法制备出的二氧化锰的棒状比共沉淀法制备出的要粗一些。二氧化锰不同结构和形貌对疊春系缂ú牧系牡缁学性能有所影响。缌飨拢滔喾ㄖ票傅%/复合材料电极最初比容量为/次循环后为/9渤恋矸ㄖ票%/复合材料电极最初比容量为/榷ê笪痝。熔胶凝胶法制备疊春喜牧系缂畛醣热萘课痝,稳定后为/A硗忪焉蘸蟮亩趸蹋窕钚蕴扛春系缂ú牧媳褥焉涨熬哂更高的比容量。关键词:二氧化锰,竹基活性炭,超级电容器北京化鹧Ч艘粆:研究生论文
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聊摊:一日期:趟笪:芏圭翌鳖后危保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在土年解密后适用北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名:日期:关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。
第一章绪论前言超级电容器分类量密度,与二次电池相比则具有功率密度高,充放电时间短,循环性能好,使用寿命具有优良的高比容量性能。于是两者结合的得到的复合材料在超级电容器中更是具有根据储能原理,超级电容器可分为三大类:ǖ绮愕缛萜法拉第在人类科技不断发展和进步的同时,传统的石油化工能源给世界的经济和生态带来了严重的影响,而电化学能由于其持久发展性和环境友好性成为替代能源之一,其中典型的代表就是超级电容器。超级电容器【浚纸械缁У缛萜鳎且恢中阅芙橛诔9娴缛萜骱投蔚绯刂的新型储能元件。与传统意义上的电容器相比,超级电容器具有更高的比电容量和能长,便于维护等特点。从某种意义上来说,的双重功能,其功率密度远高于普通电池,超级电容器具备了传统电容器和二次电池能量密度远高于传统电容器,填补了这两个传统技术间的空白。超级电容器同时也可在极低温等极端恶劣的环境中使用,并且无环境污染。自从年发表了一篇关于超级电容器的专利【恳岳矗兜容器的发展不断推陈出新。日本韭氏冉ǔ兜缛萜魍葡蚴谐。哟耍电容器引起了人们的广泛兴趣,研究开发热潮开始席卷全球【俊炭材料作为超级电容器电极材料,由于其双电层电容器的机理,具有循环性能好的优点,而金属氧化物作为法拉第准电容器机理的电极材料,其电容器储存电容量大。为了充分利用各种材料在电容器方面的优势,复合材料已成为目前人们研究的热点,而炭材料与金属氧化物的复合成为热点之一。竹基活性炭作为一种生物质能源,来源广阔,具有极好的电化学循