碳?xì)饽z-金屬氧化物復(fù)合電極材料的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、超級(jí)電容器是一種介于電池與傳統(tǒng)電容器之間的新型儲(chǔ)能器件。不同結(jié)構(gòu)與性能的炭材料，包括活性炭、碳納米管、碳纖維、碳?xì)饽z等，被大量用作超級(jí)電容器電極材料。碳?xì)饽z(CRF)是一種導(dǎo)電性好、孔隙率高、結(jié)構(gòu)可控、比表面積大的新型炭材料。
　　 本文對(duì)碳?xì)饽z的制備、表征和電化學(xué)性能進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究；并研究了碳?xì)饽z/MnO2復(fù)合材料和碳?xì)饽z/RuO2復(fù)合材料的制備及電化學(xué)性能。
　　 (1) 以間苯二酚(R)和甲醛(F)

2、為原料，碳酸鈉(C)為催化劑，通過(guò)溶膠-凝膠技術(shù)、溶劑交換、常溫常壓干燥及高溫炭化等過(guò)程制備了多孔碳?xì)饽z。用紅外光譜(IR)，X-射線衍射(XRD)分析，掃描電鏡(SEM)分析等對(duì)所合成的樣品進(jìn)行了表征，并研究了碳?xì)饽z的電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明：碳?xì)饽z具有珍珠串式的無(wú)序多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，屬于非晶態(tài)物質(zhì)，其衍射圖是由一個(gè)或兩個(gè)彌散峰組成；循環(huán)伏安測(cè)試表明在不同掃描速率下，碳?xì)饽z的電流隨著電壓變化曲線均具有類似矩形形狀，表現(xiàn)出良好的對(duì)稱

3、性和電容特性。在掃描電位范圍內(nèi)，沒(méi)有法拉第氧化-還原峰，電極的容量幾乎完全由雙電層電容提供；且當(dāng)R/C比值為1500時(shí)得到的碳?xì)饽z材料，在6M KOH電解液中的電化學(xué)性能最好，循環(huán)壽命長(zhǎng)，充放電效率高，漏電流小，電極比電容高達(dá)172F/g。
　　 (2) 采用化學(xué)沉淀法在碳?xì)饽z表面沉積MnO2，制備出MnO2/CRF復(fù)合材料。用X-射線衍射和掃描電鏡對(duì)所制備的MnO2/CRF復(fù)合材料進(jìn)行了表征，并對(duì)不同配比的MnO2/CRF

4、復(fù)合材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：所制備的MnO2為納米級(jí)水合α-MnO2，復(fù)合材料也是具有較高比表面積的納米級(jí)材料；MnO2/CRF復(fù)合材料在6M KOH溶液中表現(xiàn)出較好的電容行為，電化學(xué)性能穩(wěn)定，具有較好的可逆性，比電容較單一碳?xì)饽z或是MnO2都有明顯提高，當(dāng)復(fù)合電極中MnO2含量為60％時(shí)，電極比電容最大，高達(dá)267F/g(純碳?xì)饽z172 F/g)。
　　 (3) 采用化學(xué)沉淀法制備了電化學(xué)性能優(yōu)良的RuO2/