金屬氧化物-碳基復(fù)合材料的制備及超級電容器的研究.pdf

1、為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展道路，全球性能源危機已經(jīng)成為人們越來越重視的問題，更有效地利用能源已成為目前的熱點研究方向。因此也大大的激發(fā)了漸進式電極材料的能量儲存/轉(zhuǎn)換裝置的研究。超級電容器的特性目前令人十分滿意，如高功率密度，更快的充電/放電率，優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和較寬的工作溫度范圍。電極材料的活性和動力學(xué)特性是超級電容器的主要性能。合理選擇電極材料，充分利用材料本身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，電極材料的活性與動力學(xué)特性也就相應(yīng)的有所提高，從而提高超級電容器的電化

2、學(xué)性能。
　　本論文內(nèi)容如下：
　　1、以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為分散劑，通過水熱法和高溫退火制備MnO2/MWNT復(fù)合材料。通過TEM、XRD和 XPS等手段表征了MnO2/MWNT復(fù)合材料的形貌與結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：在復(fù)合材料中，MnO2均勻分散在MWNT的表面。質(zhì)量含量為34.43%，在電流密度為1A/g時，1M的Na2SO4溶液中比電容為285.12F/g，而且具有好的循環(huán)周期穩(wěn)定性和電容保持率高等特點。是一種良好的超

3、級電容器的電極材料。
　　2、以聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）為分散劑，以GO，MnSO4·H2O，H2O2，尿素為原料，合成MnO2/NG復(fù)合材料，并對復(fù)合材料的形貌與結(jié)構(gòu)進行了詳細的表征。結(jié)果表明，MnO2納米粒子大小比較一致，而且均勻的分散在石墨烯的表面，同時氮原子摻雜到石墨烯晶格上。以循環(huán)伏安和恒流充放等方法電測試研究 MnO2/NG納米復(fù)合材料的電容性能，由于MnO2具有很好的電容性能，石墨烯材料具有很好的電子傳輸性能，二者有

4、效納米復(fù)合導(dǎo)致材料具有較好的充放電性能。測量結(jié)果表明：在電流密度為1A/g，復(fù)合材料的電容高達302F/g，電極材料具有優(yōu)良的循環(huán)穩(wěn)定性（循環(huán)1000個周期后，只減少了11.1%的電容）。此外，MnO2/NG具有低成本、環(huán)境友好性和良好的電容性能，是一種很有前途的超級電容器電極材料。
　　3、以碳納米角、SnCl4·H2O為原料，一步合成SnO2/SWCNHs復(fù)合材料。通過TEM、XRD、AFM、XPS等手段，對SnO2/SWCN

5、Hs的表面形貌、結(jié)構(gòu)和組成等性質(zhì)進行了表征。并且通過循環(huán)伏安和恒流充放電測試研究其電化學(xué)性能。由于碳納米角容易發(fā)生團聚，因此其功率性與循環(huán)穩(wěn)定性應(yīng)該有所偏低。結(jié)果表明，SnO2/SWCNHs復(fù)合材料在電流密度為1A/g時的比電容值可高達180.69F/g，SnO2/SWCNHs的電容保持率高，電流密度從1A/g增大到10A/g，電容保持率依然可達86.5%；SnO2/SWCNHs的循環(huán)穩(wěn)定性好，經(jīng)過1200次充放電循環(huán)后，其電容保持率可