新型二氧化錳材料的制備及在超級電容器中高載量性能研究.pdf

1、二氧化錳基超級電容器是當前能量轉換器件領域的一個熱點，但大部分研究是在低載量條件下進行的，實際應用價值相對較小。本文采用低溫固相法制備了三個二氧化錳樣品，采用液相法制備了兩個二氧化錳樣品；以循環(huán)伏安法和充放電測試技術，結合XRD、EDX、SEM和N2吸脫附等技術，重點研究高載量條件下的二氧化錳超級電容器的影響因素和反應機理。 利用碳酸錳前驅體制備了形貌規(guī)則的二氧化錳中空微米球和二氧化錳中空微方，粒徑為2μm左右。中空結構的形成過

2、程為：碳酸錳前驅體在和高錳酸鉀反應時，只有表面部分的碳酸錳參與反應生成二氧化錳，而中心部分未能參加反應；用稀鹽酸去除中心未參加反應的碳酸錳即得中空微米材料。 在每平方厘米毫克級載量條件下，電解液濃度、掃描速率的大小、活性材料的粒徑均勻程度和比表面積對高載量下二氧化錳電極的電容性能有較大影響：比電容和充放電效率都隨電解液濃度的增大而增大，歐姆壓降隨電解液濃度的增大而減??；充放電效率隨掃描速率的增大而增大，比電容隨掃描速率的增大而減

3、??；活性材料的粒徑分布越均勻，充放電效率越高；在活性材料的粒徑均勻程度相似的條件下，比表面積越大，比電容越高。在高載量條件下，活性物質載量對其電容性能影響較小，這與低載量條件下的結果差別較大。 通過對比電量隨掃描速率變化曲線的擬合，計算出了毫克級活性物質載量條件下電極最外層二氧化錳材料對放電電量的貢獻和各掃速下電極內部活性材料對放電電量的貢獻，由此得出，在毫克級活性物質載量條件下，二氧化錳的充放電機理為表面吸脫附機理和內部嵌入脫