超级电容器二氧化锰电极电化学性能研究.docVIP

不同晶型MnO2超级电容器电极材料的电化学特性 黄廷立1，叶志国1，彭新元1，胡生双1，华小珍1，周贤良1，袁学滔2 （南昌航空大学， 南昌jiangxi 310063; 北京有色金属研究总院 北京 100088） 摘要：用化学合成法和阳极电沉积法制备的MnO2粉体制备了β-MnO2和γ-MnO2电极，用循环伏安和恒流充放电测试研究其电化学特性，结果表明：β-MnO2和γ-MnO2电极都具有良好的电容性能，但后者具有更为良好的倍率特性，适合大电流充放电在300mA/g的电流密度下，经过5000循环充放电测试之后，β电极已失效γ-MnO2电极保持率89.2%，良好的稳定性。 中图分类号O646 文献标志码:A Electrochemical properties of different crystal MnO2 as electrode materials for supercapacitor HUANG ting-li1, YE zhi-guo1, PENG xin-yuan1, HU sheng-shuang1,HUA xiao-zhen1, ZHOU xian-liang1,YUAN xue-tao2 (Nan Chang Hang Kong University, Nanchang 310063,China; General Research Institute For Nonferrous Metals,Beijing 100088,China) Abstract: Manganese dioxides (β-type, γ-type) were prepared by anodic electrodeposition and chemical synthsis as a electrode material for supercapacitors. Cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge were carried out to explore the electrochemical properties. The result showed that two types of manganese oxides have good capacitance characteristic ; the γ-MnO2 has better rate characteristic than β-MnO2, γ-MnO2 is more suitable for high current working. After 5000 cycles of galvanostatic charge-discharge tests, capacitance retention of γ-MnO2 electrode is 89.2% of the initial, but β-MnO2 electrode has lose effectiveness at the current density of 300mA/g. Key words: supercapacitors；manganese dioxide；electrochemical characteristics 引言 超级电容器兼有传统物理电解电容器和电池两者的优点，如高功率密度、良好的可逆性及长的循环寿命，已成为近年来研究的热点[1-2]，其在电力储能、电动汽车以及可再生新能源等方面已经有了成功的应用。目前，超级电容器所用电极材料主要包括碳电极材料、金属氧化物和导电聚合物[3-4]。金属氧化物中的RuO2是目前研究最多、性能最好的电极材料，但其价格昂贵且有毒，限制了它的应用。而MnO2具有与RuO2相似的性质，且成本低、来源广、电化学性能好、环境友好的特点，具有较大的实用价值。 MnO2有着复杂的晶型结构，如α、β、γ等5种主晶及30余种次晶[5]，其电化学性质强烈依赖于晶型、颗粒形貌和密度等物理特征，这对MnO2电化学反应机理的研究造成了一定的困难。因此，研究具有单一晶型结构的MnO2材料的电化学性质，对于了解MnO2的电化学反应机理具有重要意义。目前对利用电沉积法所制备的大批量γ- MnO2 的电化学特性研究尚 基金项目：国家自然科学基金，航空基金（2009ZF56017），江西省自然科学基金（2010GQH0114）。 作者简介：黄廷立（1986-），男，浙江兰溪人，硕士研究生。 导师：叶志国 不多见。为此，作者以化学合成法、阳极电沉积法制得的β、γ两种晶型的MnO2粉体作为超级电容器电极材料，研究了不同晶型MnO2电极材料的物相组成，电化学特性以 及稳定性。 试样制备