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《湖南科技大学》 2012年
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锰的氧化物/氢氧化物薄膜电极的制备及电容特性

彭满芝  
【摘要】:超级电容器具有电池所没有的优良特性,充放电快、使用寿命长。本文以廉价的锰的氧化物/氢氧化物作为超级电容器的电极材料,直接改变电极材料的比表面积来提高锰的氧化物的电容性能,同时采用多种电化学研究方法和物理测试手段来研究并分析了材料的制备,电容特性和影响因素等问题。本文主要内容可以概括为以下三点: (1)运用液晶模板剂作用于不锈钢表面,电化学方法腐蚀不锈钢基体,得到多孔的不锈钢电极基体,从而有效增加了电极基体的比表面积。电镜图表明:腐蚀后的不锈钢基体表面出现多孔化,孔径大小不一,最小的只有几十纳米,最大接近微米,分布没有明显规律。制备得到的二氧化锰具有良好的电容特性,充放电时间长。沉积电量在0.4C时,二氧化锰质量比电容达到400F/g,电量在4~5C时,二氧化锰的面积比电容为320×10~(-3)F/cm~2,它的质量比电容仍保持在200F/g。 (2)在硫酸锰、硫酸锌及硝酸根离子的混合溶液中,以钛片为电极基体,阴极还原反应沉积锰和锌的氢氧化物,在碱性溶液中进行有选择性的溶解氢氧化锌得到氢氧化锰电极片。扫描电镜图观察到刺球状小颗粒,分布较均匀。用循法伏安法检测了氢氧化锰的电容特性,质量比电容最大可达387F/g,最大的面积比电容可达150mF/cm~2。其循环性能较稳定,在循环1200次后的电容量相对于循环400次时的电容量只减少了5.4%。 (3)通过在光滑钛基片上先沉积一层锌镍合金,将基体置于2mol/L的氢氧化钾溶液中,有选择性的将锌镍合金中的锌溶解,从而得到多孔的镍钛基体。将其作为电极基体,在其表面沉积一层氢氧化锰,制备出氢氧化锰电极。当电解液中锌离子浓度在0.1mol/L时基体沉积得到的镍基钛基片的表面积达到最大值,从扫描电镜图中可以观察出电极基体表面呈现了具有一定规则的多孔结构,且分布比较均匀,在这种条件下得到的氢氧化锰电极其电容量可以高达350F/g。
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O646.54;TM53

【参考文献】
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