混合超級(jí)電容器MnO2--AC和LiMn2O4--AC體系的電化學(xué)性能研究.pdf

1、混合超級(jí)電容器(HESC)綜合了電池的高能量密度和超級(jí)電容器高功率密度的優(yōu)點(diǎn),在電動(dòng)汽車上有廣闊的應(yīng)用前景,本論文以MnO2和LiMn2O4為研究對(duì)象,與活性炭組裝成混合超級(jí)電容器,并研究其電化學(xué)性能。
　　以高錳酸鉀和硫酸錳為原料,加入一定量的FeSO4作為改性材料,通過XRD和SEM對(duì)Fe-MnO2材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌分析。研究表明水浴溫度為30℃,Fe的摻雜量為2 wt％時(shí),制備的樣品電化學(xué)性能最佳,在0.2 A/g電流密度下

2、的比電容為210 F/g,較MnO2提高了12.7%。與活性炭組裝成混合超級(jí)電容器后,具有較大的工作電壓窗口(0~1.8 V),在0.2 A/g電流密度下,比電容為43.0 F/g,能量密度為19.4 Wh/kg,對(duì)應(yīng)的功率密度為180 W/kg,當(dāng)功率密度增大10倍到1800 W/kg時(shí),能量密度為14 Wh/kg。
　　以LiMn2O4為正極,活性炭為負(fù)極,1 mol/L Li2SO4溶液為電解液,組裝成LiMn2O4//AC

3、混合超級(jí)電容器。研究了活性炭的比表面積、正負(fù)極的質(zhì)量配比、工作電壓范圍對(duì)LiMn2O4//AC電化學(xué)性能的影響,結(jié)果表明電壓范圍為0~1.8 V,活性炭的比表面積為2000 m2/g,正負(fù)極質(zhì)量比為1:2為最佳實(shí)驗(yàn)條件。采用碳納米管對(duì)正極 LiMn2O4進(jìn)行改性,正極中引入 CNT增大正極的導(dǎo)電性,使LiMn2O4顆粒間有效接觸,提高了 LiMn2O4的活性和利用率,CNT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),比電容最高為85.9 F/g,能量密度為38