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文檔簡介
1、本文以陽極電沉積所得的MnO2粉末為研究對象,以多壁碳納米管(MWCNTs)和乙炔黑為復(fù)合組元,利用球磨混合的方法制備了超級電容器 MnO2復(fù)合電極材料。利用X射線衍射儀(XRD)及掃描電鏡(SEM)等方法研究了復(fù)合電極材料的結(jié)構(gòu)和形貌。使用循環(huán)伏安、恒流充放電測試等手段研究不同配比的MnO2復(fù)合電極在0.5mol/L Na2SO4溶液中的電化學(xué)行為。制備了活性碳(AC)-復(fù)合電極材料混合型超級電容器單體并測試了其電化學(xué)性能,最后嘗試制
2、備了大容量的超級電容器單體。
1. MWCNTs的加入有利于復(fù)合電極形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),MWCNTs含量的增加有利于提高電極的倍率特性,且反映電化學(xué)阻抗大小的Rct表現(xiàn)出 MnO2/MWCNTs5>MnO2/MWCNTs10>MnO2/MWCNTs15>MnO2/MWCNTs20>MnO2/MWCNTs30的規(guī)律。在300mA/g電流密度條件下,復(fù)合材料電極體系的10000個循環(huán)穩(wěn)定性測試結(jié)果表明,不同MWCNTs含量的復(fù)合材料電極
3、體系的容量都能夠保持穩(wěn)定。當(dāng)MWCNTs含量>10%時,復(fù)合材料電極體系的等效串聯(lián)電阻(ESR)則能夠在10000個循環(huán)內(nèi)保持穩(wěn)定。
2.對大小為2cm×2cm的AC-MnO2/MWCNTs混合型超級電容器單體的小電流(5mA)充放電測試表明:單體容量為3.35-5.06F,材料比容量為15.8-19.8F/g。在大電流(16C)測試條件下,其單體容量為3.25-3.75F;在穩(wěn)定性測試過程中,各電容器單體的電荷效率都保持在9
4、5%以上。
3.以MWCNTs和乙炔黑為組元制備的雙組份導(dǎo)電型MnO2復(fù)合電極材料具有發(fā)達(dá)三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和孔隙結(jié)構(gòu)。當(dāng)復(fù)合電極配比為5HS100(G350)+5MWCNTs時,電極具有最高的比容量和最小的電荷傳遞電阻。400mA/g電流密度下的10000個循環(huán)穩(wěn)定性測試結(jié)果表明,不同配比的復(fù)合材料所制備的電極容量都能夠保持穩(wěn)定,其中復(fù)合電極材料配比為5HS100(G350)+5MWCNTs的比容量最大,分別為78.6F/g和79
5、.1F/g,電極等效串聯(lián)電阻在3-4.5Ω之間波動。而其余的六組試樣的內(nèi)阻值都在4.5-6Ω之間。
4.對大小為2cm×2cm的非對稱型混合超級電容器單體的小電流(5mA)充放電測試結(jié)果表明,材料比容量為20.38-20.19F/g。大電流(16C)穩(wěn)定性測試結(jié)果表明,單體容量有所下降但都能保持在3.0F以上。10000個循環(huán)以后,5HS100(G350)+5MWCNTs復(fù)合電極材料為正極的單體具有最小的等效串聯(lián)電阻,分別為5
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