收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米MnO_2/C混合超级电容器的研究

朱修锋  
【摘要】: 超级电容器是一种介于电池和静电电容器之间的新型储能元件,其功率密度比电池高数十倍,能够满足电动汽车启动、加速等高功率输出的需要。它也能用作电路元件、小型用电器、直流开关电源等用途,具有广阔的应用前景,近年来已成为研究的热点。国外超级电容器的研究已非常深入,相应产品已经在电动汽车上得到了成功应用;而我国仅近几年才掀起了超级电容器的研究热潮,目前尚未有实用化的超级电容器制备技术和产品出现。由于超级电容器适合超大功率放电,其电极过程与化学电源有较大差别,开展超级电容器电极材料、电解液等基础领域的研究具有很大的理论意义和现实意义。同时由于超级电容器具有广阔的应用前景,对其制备技术、性能优化等相关技术的研究对于尽早实现产业化有非常大的现实意义,可促进我国电动汽车事业的迅速发展。我们采用了循环伏安、恒电流充放电、X射线衍射、透射电子显微镜等实验方法和测试手段对超级电容器的电极物质、电解质溶液、制备组装技术等问题展开了一系列研究,得到一些非常有意义的结果。 本文通过考察活性炭电极在碱性电解液中的电极行为,指出活性炭电极在碱性溶液中正极性能较差是影响碳基超级电容器性能的重要因素,增大正极活性物质的载量能够使电容性能得到一定程度的改善,同时发现活性炭电极在硫酸铵和硝酸铵等中性电解液中具有优越的电极性能,但存在金属集流体的腐蚀问题。首次利用高锰酸钾和氯化锰之间的低热固相氧化还原反应成功地合成出了纳米二氧化锰晶须,为合成同类物质提供了一种行之有效的参考方法。通过研究二氧化锰电极在中性电解液中的超级电容特性,发现在2.0mol/L的(NH_4)_2S0_4溶液中,在0.0~0.90V(vs SCE)的电位范围内能表现出良好的电容性能,其单电极比容量高达304.5F/g,具有很大的应用前景。本论文中我们提出了将电池 哈尔滨工程大学硕士学位论文 的正极与电容器的负极结合成混合超级电容器的构想,并成功实现了二 氧化锰正极和活性炭负极的组合,构成的锰碳混合超级电容器双电极比 容量可达到95.7F/g,比活性炭超级电容器提高了2一3倍,单体工作电压 可以高达1.5V,从而使能量密度提高到碳基超级电容器的十倍。通过对 超级电容器电极制备技术和组装技术的优化,采用二氧化锰和活性炭作 电极材料成功的组装了电压为1.5V容量为300OF的锰碳混合超级电容器 样品,其性能接近国外同类产品,它将有广阔的应用前景。 文中的低热固相合成、纳米二氧化锰晶须、中性电解液、锰碳混合 超级电容器等都是我们富有创新性的研究工作,得到了一些有意义的结 果。虽然论文中如二氧化锰的改性、开发新的集流体、开发新的电解液 等方面还有待进一步研究,电容器的一些相关技术还有待进一步完善, 但本文在电极物质的制备、测试及电容器的组装等方面提供了一些有价 值的方法,对于超级电容器的深入研究具有一定实际意义。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张琦;郑明森;朱亚薇;董全峰;金明钢;詹亚丁;林祖赓;;超级电容器电极材料纳米α-MnO_2的制备及性能[J];电池;2005年06期
2 张伟;刘开宇;张莹;段浩;李傲生;;MnO_2的机械化学法制备及其性能[J];功能材料与器件学报;2007年05期
3 冉奋;谭永涛;张翠娟;孙晓琼;孔令斌;康龙;;二氧化锰氧化制备聚苯胺及其超级电容性能[J];功能高分子学报;2010年02期
4 张伟;刘开宇;张莹;郑禾;苏耿;;MnO_2超级电容器充放电过程研究[J];化学通报;2007年03期
5 孟庆函,刘玲,宋怀河,凌立成;超级电容器用复合炭极板电极的电化学性能[J];电源技术;2004年07期
6 ;Maxwell高性能‘D-CELL’超级电容器,满足汽车和工业市场需求[J];电子产品世界;2006年18期
7 刘丽英;张海燕;曹培健;陈列春;陈易明;;超级电容器用无定形MnO_2的制备及性能[J];广东化工;2008年06期
8 汪形艳,王先友,黄伟国;超级电容器电极材料研究[J];电池;2004年03期
9 张治安,杨邦朝,邓梅根,胡永达;超级电容器氧化锰电极材料的研究进展[J];无机材料学报;2005年03期
10 韩晓辉;张莹;刘开宇;唐有根;;二氧化锰电容材料的制备及性能表征[J];电池工业;2008年01期
11 刘宝华;;中上:剑走超级电容[J];中国汽车界;2009年07期
12 焦其军;;发挥超级电容器和蓄电池在电动车中的作用[J];汽车与配件;2010年22期
13 谢振明;;立足国家级科技强市建设 争创绿色能源结构孵化基地——关于宁波市研发和生产超级电容器的建议[J];宁波节能;2010年03期
14 本刊编辑部;崔大山;;高能镍碳超级电容器 中国首创的电动车新电源[J];时代汽车;2011年09期
15 刘志祥,张密林,闪星,董国君;千法级超级电容器的制备[J];电源技术;2001年05期
16 王晓峰,王大志,梁吉;20伏高电压型碳纳米管超级电容器的研制[J];电子学报;2003年08期
17 张治安,杨邦朝,胡永达,汪斌华;超级电容器氧化锰电极电容特性研究[J];材料热处理学报;2005年02期
18 黄柏辉;杨萍;张宝宏;石庆沫;;超级电容器材料MnO_2在有机电解液中的电化学性能[J];应用科技;2006年05期
19 王大伟;成会明;;超级电容器电极材料研究新进展[J];科学通报;2008年08期
20 屈伟平;林燕;;智能电网中的超级电容技术[J];电器工业;2009年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王宇;雷军鹏;朱用;敬春梅;胡敏艺;闫忠强;;基片预处理及电沉积电流密度对超级电容器用二氧化锰薄膜性能影响[A];低碳经济条件下重有色金属冶金技术发展研讨会——暨重冶学委会第六届委员会成立大会论文集[C];2010年
2 魏玮;黄小彬;唐小真;;一种无定形水合二氧化锰/微多孔碳球复合物作为超级电容器电极材料[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 姜训勇;张磊;孙立伟;刘庆锁;陆翠敏;;低内阻碳纳米管超级电容器研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
4 代红蕾;田艳红;;循环伏安法合成聚苯胺膜用于超级电容器电极的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 王桂玲;杜建平;张莹;邵光杰;;Co掺杂对二氧化锰超级电容器材料表面形貌的影响[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
6 王贵欣;冯永成;周固民;瞿美臻;张伯兰;于作龙;;碳纳米管在超级电容器中的应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年
7 胡业旻;舒佳武;刘聪;;Mn片上水热合成MnO2蒲公英微球薄膜[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
8 单既成;陈维英;;超级电容器与通信备用电源[A];通信电源新技术论坛——2008通信电源学术研讨会论文集[C];2008年
9 孙玥;彭乔;刘不厌;;超级电容器MnO_2微米球的制备及其电化学性质[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
10 王贵欣;袁荣忠;周固民;瞿美臻;冯永成;于作龙;;CNTs/LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2复合材料在超级电容器中的应用[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵文;超级电容器:正在升起的新兴行业[N];科技日报;2004年
2 本报记者 彭友 石丽晖;深圳惠程拟参与组建新能源公司[N];上海证券报;2009年
3 记者 过国忠 通讯员 陈培;我国研制出基于超级电容器的动态电压恢复器[N];科技日报;2011年
4 何永晋;我国有了“超级电容器”[N];科技日报;2000年
5 辽宁工学院 陈永真;超级电容器原理及电特性[N];中国电子报;2003年
6 昆明 兰得春;超级电容[N];电子报;2007年
7 记者 刘丽伟;森塬活性炭自主研发国内空白产品[N];朝阳日报;2010年
8 记者 金晓明;研究支持措施 推进超容产业[N];朝阳日报;2010年
9 李俊记者  王春;超级电容车到底新在哪?[N];科技日报;2006年
10 本报实习记者 薛飞;自主知识产权超级电容车“武装”公交线路[N];中国知识产权报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王新宇;超级电容器用新型电极材料的研究[D];中南大学;2011年
2 翟登云;高能量密度超级电容器的电极材料研究[D];清华大学;2011年
3 宋金岩;混合型超级电容器的建模与制备研究[D];大连理工大学;2010年
4 吴洪鹏;石墨烯的制备及在超级电容器中的应用[D];北京交通大学;2012年
5 曲群婷;高性能混合型超级电容器的研究[D];复旦大学;2010年
6 李艳华;基于超级电容器用的四氧化三钴的形貌可控制备及性能研究[D];中南大学;2011年
7 高宇;超级电容器用新型高比表面积碳材料电化学性能研究[D];吉林大学;2012年
8 邢宝林;超级电容器用低阶煤基活性炭的制备及电化学性能研究[D];河南理工大学;2011年
9 杨常玲;超级电容器炭基电极材料制备及其电容性能研究[D];太原理工大学;2010年
10 郎俊伟;用于超级电容器的金属氧化物及其复合电极材料的制备与性能研究[D];兰州理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱修锋;纳米MnO_2/C混合超级电容器的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
2 杨艳静;超级电容器用纳米二氧化锰的制备及电化学性能研究[D];湘潭大学;2010年
3 郑丽萍;碳化钙骨架碳的制备及其修饰在超级电容器中的应用[D];湘潭大学;2010年
4 刘凤丹;超级电容器电极制备工艺与纳米门炭电极材料研究[D];天津大学;2010年
5 唐丽;超级电容器用碳质多孔材料的制备及其电化学性能[D];华东理工大学;2011年
6 李媛;超级电容器电极材料的制备及其电化学性能的研究[D];沈阳理工大学;2010年
7 刘志祥;超级电容器相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
8 黄丛聪;超级电容器电极材料的制备及应用[D];山东理工大学;2010年
9 孙津清;添加不同导电剂对超级电容器性能的影响[D];天津大学;2010年
10 王磊;多肽纤维的制备以及石墨烯基超级电容器的制备及其电化学性能研究[D];西北大学;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978