【摘 要】
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近年来,超级电容器作为一种介于传统物理静电电容器和电池之间的储能器件,受到广泛的研究兴趣。超级电容器具有比容量大、功率密度高、循环性能好等优点,在能源储存领域、便携式电子产品、混合动力电动汽车及大型工业规模的电力和能源管理等方面有许多潜在的应用。纳米多孔金具有电子传输能力好、比表面积大、制备简单等优点,将纳米多孔金薄膜与赝电容材料如二氧化锰进行复合,在超级电容器电极材料领域有很好的发展前景。本论文
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近年来,超级电容器作为一种介于传统物理静电电容器和电池之间的储能器件,受到广泛的研究兴趣。超级电容器具有比容量大、功率密度高、循环性能好等优点,在能源储存领域、便携式电子产品、混合动力电动汽车及大型工业规模的电力和能源管理等方面有许多潜在的应用。纳米多孔金具有电子传输能力好、比表面积大、制备简单等优点,将纳米多孔金薄膜与赝电容材料如二氧化锰进行复合,在超级电容器电极材料领域有很好的发展前景。本论文研究了自由腐蚀脱合金法制备纳米多孔金,以纳米多孔金为基底,用液相沉积法和原子层沉积技术沉积二氧化锰涂层并测试其化学性能,研究了沉积涂层前后薄膜的热稳定性。（1）用自由腐蚀或电化学手段将合金中较活泼的金属元素分离出去的方法称为脱合金法。在65 wt.%硝酸中,Au50Ag50薄膜的脱合金过程前期为Ag原子的腐蚀和三维联通孔道形成的阶段,后期是孔径粗化的阶段,最终得到的纳米多孔金薄膜平均孔径约36nm,且大约有3.2 at.%的Ag原子残余。随着硝酸浓度降低,Ag原子腐蚀速率和Au原子扩散能力均相应降低。（2）液相沉积法得到的MnO2涂层的晶型结构为α-MnO2,结晶性较差。制备得到的薄膜在电流密度为100μA/cm2时,比电容可达470F/g。沉积时间在30min以下时循环性能较好,充放电4000次后仍保留95%以上的电容。原子层沉积工艺得到的MnO2涂层均匀致密,为非晶态,得到的薄膜在电流密度为100μA/cm2时,比电容最高为253F/g。材料的循环性能较好,充放电4000次后仍保留98%的比电容。以PET为基底的NPG-MnO2-30min柔性薄膜正向弯曲任意角度时,并不会降低材料的电容性能。进行反向弯曲角度超过-30°时,电容有明显的下降。（3）后期的热处理会粗化纳米多孔金薄膜的孔径。在N2气氛中纳米多孔金薄膜会在300℃时开始粗化,600℃时可以形成单独的Au颗粒,在Ar气氛中Au原子的扩散能力更强,500℃时就能形成单独的Au颗粒。沉积得到的二氧化锰涂层可以使薄膜在500℃时不发生粗化,但600℃时仍会形成Au颗粒。
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