作為電化學儲能器件中一種重要的電極材料,二氧化錳(MnO₂)具有儲量豐富、價格低廉、環(huán)境友好、理論比容量高等優(yōu)勢,在超級電容器、鋅錳電池、鋰離子電池等電化學儲能領域已得到廣泛應用。但是,Mn O₂導電率低導致材料的有效利用率比較低、循環(huán)穩(wěn)定低、倍率特性差。因此,MnO₂作為電極材料的實際容量往往遠低于其理論容量。通過設計高比表面積、納米多孔結構的MnO₂,可以提高MnO₂電極材料的有效利用率,從而提升其電化學性能。此外,為提升材料的電子導電性,研究者將MnO₂和高導電性材料進行復合,制備MnO₂/導電材料復合體系。雖然通過上述處理可以大幅提升MnO₂電極材料的電化學性能,但研究發(fā)現(xiàn),即使具有相同化學組分的MnO₂-基復合電極材料也會展示出顯著不同的循環(huán)穩(wěn)定性。類似的現(xiàn)象在其它氧化物和氫氧化物類贗電容電極材料中也廣泛存在。上述問題的深入分析與充分理解對于探索電極材料微觀結構與電化學性能之間的構...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電化學儲能器件的分類及優(yōu)缺點
        1.2.1 超級電容器
        1.2.2 可充電電池
        1.2.3 電化學儲能器件的優(yōu)缺點
    1.3 電化學儲能器件的結構組成及性能指標
        1.3.1 電化學儲能器件的結構組成
        1.3.2 電化學儲能器件的性能指標
    1.4 MnO₂電極材料在電化學儲能器件中的應用
        1.4.1 MnO₂的晶體結構
        1.4.2 MnO₂作為超級電容器的電極材料
        1.4.3 MnO₂作為鋅錳電池的電極材料
    1.5 選題依據(jù)和研究內(nèi)容
第二章 MnO₂/C復合材料的制備及其超級電容器與鋅離子存儲特性研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 試劑及儀器
        2.2.2 制備MO₂/C復合材料
        2.2.3 樣品的表征
        2.2.4 電極制備及電化學測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 樣品結構表征
        2.3.2 MnO₂/C納米復合材料顆粒團聚特性對超級電容器性能影響
        2.3.3 MnO₂/C納米復合材料顆粒團聚特性對儲鋅性能影響
    2.4 本章小結
第三章 CNT/MnO₂復合材料的制備及其儲鋅特性研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑及儀器
        3.2.2 材料制備
        3.2.3 材料的結構表征
        3.2.4 電極制備及其電化學性能測試
    3.3 結果討論與分析
        3.3.1 CNT/MnO₂正極與純相MnO₂的結構表征
        3.3.2 CNT/MnO₂正極與純相MnO₂的儲鋅特性
        3.3.3 Zn/MnO₂電池能量密度和功率密度計算
    3.4 本章小結
第四章 總結與展望
    4.1 總結
    4.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和專利



本文編號：3872571