【摘 要】
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本论文在详细评述超电容器及其超电容材料研究进展的基础上,文章开展了超电容器用金属化合物的制备、表征以及超电容性能的研究。通过水热处理的方法制备了NiO,通过水热法和
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本论文在详细评述超电容器及其超电容材料研究进展的基础上,文章开展了超电容器用金属化合物的制备、表征以及超电容性能的研究。通过水热处理的方法制备了NiO,通过水热法和液相法制备了MnO2,通过溶胶凝胶法制备了LiMn2O4,有效实现了制备过程对材料结构的调控,制备了不同形貌的过渡金属化合物电极材料。
采用X-射线衍射技术(XRD),扫描电子显微镜,热重分析(TG/DTG)等方法对产物的晶型、微观形貌及热稳定性进行了表征;通过循环伏安(CV)和恒流充放电对所制备材料的超电容性能进行了研究。通过实验探索了反应时间、反应温度、表面活性剂的种类及其表面活性剂的相对含量对所制备的MnO2和NiO材料结构和性能的影响,并且研究了电解液的种类及浓度对材料超电容性能的影响。
水热法制备的NiO材料具有空心结构的纳米球,并且颗粒粒径大小分布均匀,纯度较高;电化学测试结果表明所制备的材料都具有良好的超电容行为。最后通过对制备工艺进行了深入研究,发现采用表面活性剂PEG所得到的材料,其比电容值在低扫描速度时达到了397F/g。通过用尿素做均匀的沉淀剂,利用水热法制备的MnO2材料具有立方块结构,并且立方块的棱角很尖锐,侧面可以清晰地看到层状结构;电化学测试结果表明,此材料同样具有良好的超电容性能,在低扫描速度时,比电容值达到了406F/g;通过用碳酸氢铵为沉淀剂,直接进行液相沉淀制备的MnO2材料,其颗粒分布均匀,超电容性能良好,比电容值达到了418F/g。
利用溶胶凝胶法制备了尖晶石型的LiMn2O4材料,此凝胶使得其在煅烧过称中可以形成大量的孔结构,实验结果测试表明所制备的材料具有很丰富的孔结构,超电容性能良好,在低扫描速度时,比电容值达到了452F/g。
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