弱结晶二氧化锰超级电容器充放电分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
维普资讯 http://www.cqvip.com
第３ 卷 第 ７ ０ 期 ２０ ０ ８年 ７月
北 京 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＵｎｖｒｉｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙＢ Ｕｎ ｏ ｒ ａ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｉｇ ｏ
Ｖ０ ． ０ ＮＯ． Ｊ３ ７
Ｊ１ ０８ ｕ ．２ ０
弱结 晶二 氧 化 锰 超 级 电 容 器 充放 电分 析
张 莹 刘 开 宇 张 伟 ２ 段 浩 ， ）
１ ）中南大学化学化工学院，长沙 ４ ０ ８ ２ １ ０ ３ ）中船重工第七 一二研 究所 ，武汉 ４ ０ ６ ３０４
ｃ ｃｃｖ ｌ ｍｍｅｒ ｎ ｍｐ ｄ ｎ ｅｂ ｔ ｅｏｅａ ｄａｔｒｃ ａｇｎ －ｉ ｈ ｒｉｇ ｙ ｌ ｏｔ ｉ ａ ｔｙａ ｄ ＡＣ ｉ ｅ ａ ｃ ｏｈ ｂ ｆｒ ｎ ｆｅ ｈ ｒ ｉｇ ｄｓ ａｇｎ ．Ｔｈ ｌｐ ｆｔｅｃ ａｇ ・ ｉ ｈ ｒ ｅｃ ｒｅｗａ ｎ — ｃ ｅｓ ｅｏ ｈ ｈ ｒ ｅｄｓ ａｇ ｕ ｖ ｓ ａ ａ ｏ ｃ
ｔｏ ｅ ｍａ ｅ ａ ｉ ａｍｅ ｈ ｎ ｈ ｍｉ ｌ ｏ ｔ ．Ａｎ ａｓ ｍｂｅ ｙ ｒｄ ｔｒ ｌ ａ ｃ ａ ｏ ｅ ｃ ｕ ｅ ｉ ｖ ｃ ａｒ ｓｅ ｌｄ ｓ ｍｍｅｒｃ ｌ ｕ ｅｃ ｐ ｃｔ ｒｗａ ｅ ｔｄ ｂ ａｖ ｎ ｓａ ｉ ｈ ｒ ｉｇ ｄｓ ｈ ｒ — ｔ ａ ｐ ｒ ａ ａ ｉ ｓ ｔｓ ｅ ｙ ｇ ｌ ａ ｏ ｔｔ ｃ ａ ｇ ｎ － ｉ ａｇ ｉ ｓ ｏ ｃ ｃ ｉｇ ｗｉ ｉ ． ｎ ｔ ｎ １ ２Ｖ ｔ ０ ｈ ａ ０ｍＡ・ ～ ．Ｔｈ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆｔ ｅｅｅ ｔｏ ｅｍａ ｅ ａ ｒ ｄ ｎ ｉ ｅ ｙ ＸＲＤ， ２ ｇ ｅｓ ｒ ｃ ｕ ｅａ ｄ ｅｅ ｔｏ ｈ ｍｉａ ｒｏ ｍａ ｃ ｏ ｈ ｌ ｒ ｄ ｔ ｒ ｌ ｐ ｓ ｃ ｉ ｗｅ ｅｉ ｅ ｔ ｉｄ ｂ ｆ
balducci等研究了活性炭3一甲基聚乙烯非对称超级电容器的循环稳定性倒5hahn等利用交流阻抗等电化学方法研究了超级电容器在不同温度下的性能l6j周章华等将二氧化锰与聚乙烯复合材料沉积在多孑l活性炭表面并利用循环伏安法等对其电极进行电化学手段分析7taguchi等通过机械力处理mn02来改变其晶型并研究其不同晶型的超级电容性能8j
ｌ ｚ ｄ ｆ ｒ ｔ ｅ ｆ ｓ ｉ ． Ｉ ｓ ｇ ｅ ｔ ｈ ｔ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒａ ａ ｉ ｒ ｅ ｈ ｂ ｔ ｂ ｔ ｏ ｂ ｅｌｙ ｒ ｃ ｐ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｐ ｅ ｄ ａ ａ ｉ ｎ ｅ ｐ ｐ ｒ ｙ ｙｅ ｈ ｉ ｔｔ ｏ ｒ ｍｅ ｔ ｕ ｇ ｓ ｔ ａ ｈ ｕ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｘ ｉ ｉ ｈ ｄ ｕ ｌ－ ｅ ａ ａ ｉｔ ｎ ｓ ｕ ｏ ｐ ｃｔ ｃ ｒ ｅ ｔ ． ｓ ｏ ｓｏ ａ ｉ ｃ ａ ｏ
Ｍ ｎ０４ ｎ ｅｅｔｏ ｈ ｍｉａ ｅｔ ａ ｒ ｅ ｈ ｈ ｒｉｇｄｓ ｈ 哂 ｎ ｒｃｓ ．Ｄｕ ｎ ｙｌ ｇ ｅ ｏ ｅｋ ｉａ ｐ ａｅ ｒｄ ａｌ ３ ，ａ ｌ ｒｃ ｅ ｃ ｌｎ ｒ，ｈ ｆｍ ｄ ｉ ｔ ｅｃ ａｇｎ － ｉ ａ ｃ ｉ ｓ ｏ ｎ ｃ ｇｐ ｏ ｅｓ ｉ ｒ ｇ ｃ ｃ ｎ ，ｒｄ ｘｐ ａ ｓｄｓｐ ｅ ｒ ｇａ ｕ ｌ ｉ ｄ ｙ
Ｃｈ ｒ ｅ ｄ ｓ ｈａ ｇ ｏ ｅ ｓ ｏ ａ — ｒ ｓ ａ ｌｎｅ ｍ ａ ａ ｅ ｅ ｄ ｏ ｉ ｅ ｓ ｐ ｒ ａ ａ ｉＯ ａ ｇ — ｉｃ ｒ ｅ ｐｒ ｃ ｓ ｆ ａ ｗｅ ｋ ｃ ｙ ｔ ｌｉ ｎｇ ｎ ｓ ｉ ｘ ｄ ｕ ｅ ｃ ｐ ｃ ｔ ｒ
ＺＨＡ Ｎ Ｇ ｎ Ｙｉ ｇ¨ ， Ｌｉ ａｙｕ¨ ， ＺＨＡ Ｎ Ｇ ｅ 】 Ｄ ＵＡ Ｎ ｕＫ ｉ Ｗ ｉ ｔ２ ， Ｈａｏ１ ）
放 电前后电极 材料的结 构以及 电化学性能进行表征 ， 首次采用求斜 率法对 充放 电曲线分析 ．结果表 明 ： 超级 电容器 表现出法
拉第 电容 与 双 电层 电容 的双 重 特 征 ； 循 环过 程 中 ， 在 电化 学 惰 性 物 质 Ｍｎ０４ 成 ， 环 伏 安 图 中 氧 化还 原 峰 逐 渐 消失 ； 放 电 ３ 生 循 充 曲线 的法 拉 第 电容 特征 逐渐 消 失 而接 近 双 电层 电容 理 想 曲线 ； 级 电容 器 的 比 容 量 、 效 串 联 电 阻 发 生 了 对 应 的变 化 。 最 超 等 其 大 电极 比容 量 达 到 ４ ６ ｇ 经 过 近 ５ ０次循 环 后 ， １ Ｆ・ 一， ０ 比容 量 为 ２ ０ ｇ ． ２ Ｆ・ 一 关键词 分类号 二 氧 化 锰 ；超级 电容 器 ； 拉 第 电 容 ； 电层 电容 ；电化 学 性 能 法 双 Ｔ ５ ； Ｍ９ １ Ｍ ３ Ｔ １
１ ｏｌ ｅ ｆ ｅ ｓｒ ｄＣ ｅ ｃｌ ｎ ｉ ｅｉｇ ｅ ｔ ｌ ｏ ｔ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｓ ａ４ ０ ８ ，Ｃ ｉａ ）Ｃ ｌ ｇ ｍｉ ｙａ ｈ ｍｉ ｇｎ ｒ ，Ｃ ｎ ｒ ｕｈ Ｕｎｖ ｒｉ ，Ｃ ａ ｈ １ ０ ３ ｈｎ ｅ ｏ Ｃｈ ｔ ｎ ａＥ ｅ ｎ ａＳ ｔ ｇ ２ ）Ｎｏ ７ ２ Ｒ ｓａｃ ｎ ｔ ｕ ｅ ． １ ｅ ｅｒ ｈＩ ｓｉ ｔ，Ｃｈ ａＳ ｉｂ ｉ ｉ ｄ ｓｒ ． ｔ ｉ ｈｐ ｕｌ ｎ Ｉ ｕｔ Ｃ ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ４ ｈｎ ｎ ｄｇ ｎ ｙｏ ｈ ｎ４ ０ ６ ，Ｃ ｉａ
ＡＢ ＴＲＡＣ Ｓ Ｔ Ｅ ｕｖ ｌｎ ｌｓｏ ｑ ｉａｅ ｔ ｍｏｅ ｆＫＭ ｎ ｎ ｎ Ｃ Ｃ Ｏ４ ｄ Ｍ （ Ｈｓ Ｏ０） ｒ ｓｄ ｔ ｒｐ ｒ ａ －ｒｓａｌ ｅａＭ ｎ ｕ ｅｃｐ ｅ ｏ ｌｃ ａ ２ｗｅｅｕｅ ｏｐ ｅ ａｅａｗｅ ｋｃｙ ｔｌｎ － Ｏ２ｓ ｐ ｒａａ ｉ ｒｅｅ — ｉ ｔ
摘
要 以等 物质的 量的 高锰 酸钾和 乙酸 锰为 原料。 采用 机械 化学 法制 备 Baidu Nhomakorabea弱结 晶型 ａ Ｍｎ ２ 级 电容器 电极材 料 ．在 － Ｏ 超
１２ ． Ｖ电压 内 ，０ ｍＡ・ 电 流 密 度 下 对 对 称 型 超 级 电容 器 进 行 恒 流 充放 电测 试 ．采 用 Ｘ Ｄ法 、 环 伏 安 及 交 流 阻 抗 法 对 充 ２０ ｇ Ｒ 循
第３ 卷 第 ７ ０ 期 ２０ ０ ８年 ７月
北 京 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＵｎｖｒｉｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙＢ Ｕｎ ｏ ｒ ａ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｉｇ ｏ
Ｖ０ ． ０ ＮＯ． Ｊ３ ７
Ｊ１ ０８ ｕ ．２ ０
弱结 晶二 氧 化 锰 超 级 电 容 器 充放 电分 析
张 莹 刘 开 宇 张 伟 ２ 段 浩 ， ）
１ ）中南大学化学化工学院，长沙 ４ ０ ８ ２ １ ０ ３ ）中船重工第七 一二研 究所 ，武汉 ４ ０ ６ ３０４
ｃ ｃｃｖ ｌ ｍｍｅｒ ｎ ｍｐ ｄ ｎ ｅｂ ｔ ｅｏｅａ ｄａｔｒｃ ａｇｎ －ｉ ｈ ｒｉｇ ｙ ｌ ｏｔ ｉ ａ ｔｙａ ｄ ＡＣ ｉ ｅ ａ ｃ ｏｈ ｂ ｆｒ ｎ ｆｅ ｈ ｒ ｉｇ ｄｓ ａｇｎ ．Ｔｈ ｌｐ ｆｔｅｃ ａｇ ・ ｉ ｈ ｒ ｅｃ ｒｅｗａ ｎ — ｃ ｅｓ ｅｏ ｈ ｈ ｒ ｅｄｓ ａｇ ｕ ｖ ｓ ａ ａ ｏ ｃ
ｔｏ ｅ ｍａ ｅ ａ ｉ ａｍｅ ｈ ｎ ｈ ｍｉ ｌ ｏ ｔ ．Ａｎ ａｓ ｍｂｅ ｙ ｒｄ ｔｒ ｌ ａ ｃ ａ ｏ ｅ ｃ ｕ ｅ ｉ ｖ ｃ ａｒ ｓｅ ｌｄ ｓ ｍｍｅｒｃ ｌ ｕ ｅｃ ｐ ｃｔ ｒｗａ ｅ ｔｄ ｂ ａｖ ｎ ｓａ ｉ ｈ ｒ ｉｇ ｄｓ ｈ ｒ — ｔ ａ ｐ ｒ ａ ａ ｉ ｓ ｔｓ ｅ ｙ ｇ ｌ ａ ｏ ｔｔ ｃ ａ ｇ ｎ － ｉ ａｇ ｉ ｓ ｏ ｃ ｃ ｉｇ ｗｉ ｉ ． ｎ ｔ ｎ １ ２Ｖ ｔ ０ ｈ ａ ０ｍＡ・ ～ ．Ｔｈ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆｔ ｅｅｅ ｔｏ ｅｍａ ｅ ａ ｒ ｄ ｎ ｉ ｅ ｙ ＸＲＤ， ２ ｇ ｅｓ ｒ ｃ ｕ ｅａ ｄ ｅｅ ｔｏ ｈ ｍｉａ ｒｏ ｍａ ｃ ｏ ｈ ｌ ｒ ｄ ｔ ｒ ｌ ｐ ｓ ｃ ｉ ｗｅ ｅｉ ｅ ｔ ｉｄ ｂ ｆ
balducci等研究了活性炭3一甲基聚乙烯非对称超级电容器的循环稳定性倒5hahn等利用交流阻抗等电化学方法研究了超级电容器在不同温度下的性能l6j周章华等将二氧化锰与聚乙烯复合材料沉积在多孑l活性炭表面并利用循环伏安法等对其电极进行电化学手段分析7taguchi等通过机械力处理mn02来改变其晶型并研究其不同晶型的超级电容性能8j
ｌ ｚ ｄ ｆ ｒ ｔ ｅ ｆ ｓ ｉ ． Ｉ ｓ ｇ ｅ ｔ ｈ ｔ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒａ ａ ｉ ｒ ｅ ｈ ｂ ｔ ｂ ｔ ｏ ｂ ｅｌｙ ｒ ｃ ｐ ｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｐ ｅ ｄ ａ ａ ｉ ｎ ｅ ｐ ｐ ｒ ｙ ｙｅ ｈ ｉ ｔｔ ｏ ｒ ｍｅ ｔ ｕ ｇ ｓ ｔ ａ ｈ ｕ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｘ ｉ ｉ ｈ ｄ ｕ ｌ－ ｅ ａ ａ ｉｔ ｎ ｓ ｕ ｏ ｐ ｃｔ ｃ ｒ ｅ ｔ ． ｓ ｏ ｓｏ ａ ｉ ｃ ａ ｏ
Ｍ ｎ０４ ｎ ｅｅｔｏ ｈ ｍｉａ ｅｔ ａ ｒ ｅ ｈ ｈ ｒｉｇｄｓ ｈ 哂 ｎ ｒｃｓ ．Ｄｕ ｎ ｙｌ ｇ ｅ ｏ ｅｋ ｉａ ｐ ａｅ ｒｄ ａｌ ３ ，ａ ｌ ｒｃ ｅ ｃ ｌｎ ｒ，ｈ ｆｍ ｄ ｉ ｔ ｅｃ ａｇｎ － ｉ ａ ｃ ｉ ｓ ｏ ｎ ｃ ｇｐ ｏ ｅｓ ｉ ｒ ｇ ｃ ｃ ｎ ，ｒｄ ｘｐ ａ ｓｄｓｐ ｅ ｒ ｇａ ｕ ｌ ｉ ｄ ｙ
Ｃｈ ｒ ｅ ｄ ｓ ｈａ ｇ ｏ ｅ ｓ ｏ ａ — ｒ ｓ ａ ｌｎｅ ｍ ａ ａ ｅ ｅ ｄ ｏ ｉ ｅ ｓ ｐ ｒ ａ ａ ｉＯ ａ ｇ — ｉｃ ｒ ｅ ｐｒ ｃ ｓ ｆ ａ ｗｅ ｋ ｃ ｙ ｔ ｌｉ ｎｇ ｎ ｓ ｉ ｘ ｄ ｕ ｅ ｃ ｐ ｃ ｔ ｒ
ＺＨＡ Ｎ Ｇ ｎ Ｙｉ ｇ¨ ， Ｌｉ ａｙｕ¨ ， ＺＨＡ Ｎ Ｇ ｅ 】 Ｄ ＵＡ Ｎ ｕＫ ｉ Ｗ ｉ ｔ２ ， Ｈａｏ１ ）
放 电前后电极 材料的结 构以及 电化学性能进行表征 ， 首次采用求斜 率法对 充放 电曲线分析 ．结果表 明 ： 超级 电容器 表现出法
拉第 电容 与 双 电层 电容 的双 重 特 征 ； 循 环过 程 中 ， 在 电化 学 惰 性 物 质 Ｍｎ０４ 成 ， 环 伏 安 图 中 氧 化还 原 峰 逐 渐 消失 ； 放 电 ３ 生 循 充 曲线 的法 拉 第 电容 特征 逐渐 消 失 而接 近 双 电层 电容 理 想 曲线 ； 级 电容 器 的 比 容 量 、 效 串 联 电 阻 发 生 了 对 应 的变 化 。 最 超 等 其 大 电极 比容 量 达 到 ４ ６ ｇ 经 过 近 ５ ０次循 环 后 ， １ Ｆ・ 一， ０ 比容 量 为 ２ ０ ｇ ． ２ Ｆ・ 一 关键词 分类号 二 氧 化 锰 ；超级 电容 器 ； 拉 第 电 容 ； 电层 电容 ；电化 学 性 能 法 双 Ｔ ５ ； Ｍ９ １ Ｍ ３ Ｔ １
１ ｏｌ ｅ ｆ ｅ ｓｒ ｄＣ ｅ ｃｌ ｎ ｉ ｅｉｇ ｅ ｔ ｌ ｏ ｔ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｓ ａ４ ０ ８ ，Ｃ ｉａ ）Ｃ ｌ ｇ ｍｉ ｙａ ｈ ｍｉ ｇｎ ｒ ，Ｃ ｎ ｒ ｕｈ Ｕｎｖ ｒｉ ，Ｃ ａ ｈ １ ０ ３ ｈｎ ｅ ｏ Ｃｈ ｔ ｎ ａＥ ｅ ｎ ａＳ ｔ ｇ ２ ）Ｎｏ ７ ２ Ｒ ｓａｃ ｎ ｔ ｕ ｅ ． １ ｅ ｅｒ ｈＩ ｓｉ ｔ，Ｃｈ ａＳ ｉｂ ｉ ｉ ｄ ｓｒ ． ｔ ｉ ｈｐ ｕｌ ｎ Ｉ ｕｔ Ｃ ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ４ ｈｎ ｎ ｄｇ ｎ ｙｏ ｈ ｎ４ ０ ６ ，Ｃ ｉａ
ＡＢ ＴＲＡＣ Ｓ Ｔ Ｅ ｕｖ ｌｎ ｌｓｏ ｑ ｉａｅ ｔ ｍｏｅ ｆＫＭ ｎ ｎ ｎ Ｃ Ｃ Ｏ４ ｄ Ｍ （ Ｈｓ Ｏ０） ｒ ｓｄ ｔ ｒｐ ｒ ａ －ｒｓａｌ ｅａＭ ｎ ｕ ｅｃｐ ｅ ｏ ｌｃ ａ ２ｗｅｅｕｅ ｏｐ ｅ ａｅａｗｅ ｋｃｙ ｔｌｎ － Ｏ２ｓ ｐ ｒａａ ｉ ｒｅｅ — ｉ ｔ
摘
要 以等 物质的 量的 高锰 酸钾和 乙酸 锰为 原料。 采用 机械 化学 法制 备 Baidu Nhomakorabea弱结 晶型 ａ Ｍｎ ２ 级 电容器 电极材 料 ．在 － Ｏ 超
１２ ． Ｖ电压 内 ，０ ｍＡ・ 电 流 密 度 下 对 对 称 型 超 级 电容 器 进 行 恒 流 充放 电测 试 ．采 用 Ｘ Ｄ法 、 环 伏 安 及 交 流 阻 抗 法 对 充 ２０ ｇ Ｒ 循