超級電容器電極材料制備與性能研究

涂凱華 郭成龍 熊楊文晨 徐海益 李 琴

(南昌航空大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江西 南昌 330069)

超級電容器又稱電化學(xué)電容器，是一種介于電池與傳統(tǒng)靜電電容器之間的新型能量儲存器件，是靠極化電解液來存儲電能的新型電化學(xué)裝置[1-2]。

超級電容器因其具有功率密度高、循環(huán)壽命長、能瞬間大電流快速充放電、工作溫度范圍寬、無記憶效應(yīng)、免維護(hù)、安全、無污染等特點(diǎn)，在電動(dòng)汽車、不間斷電源、航空航天、軍事等諸多領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景，倍受各國政府和科學(xué)家的廣泛關(guān)注，成為當(dāng)前化學(xué)電源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一[3-4]。過渡金屬氧化物因具有較高比電容而被廣泛。近年來MnO2引起了廣泛關(guān)注[5-6]。

1 實(shí)驗(yàn)

本文用恒電位沉積法，采用三電極體系在不銹鋼電極上沉積MnO2薄膜，工作電極為制備好的不銹鋼基板電極，輔助電極為碳電極，硫酸錳溶液做電解液，參比電極為飽和甘汞電極(Saturated Calomel Electrode，SCE)，溫度30℃，電壓相對甘汞電極0.9V，參比池與電沉積池之間用飽和氯化鉀-瓊脂鹽橋連接。整個(gè)電沉積裝置圖如圖1所示。

在進(jìn)行電化學(xué)沉積吋，需要對不銹鋼樣品進(jìn)行封裝，具體操作如下：從預(yù)磨樣品的非工作面引出導(dǎo)線，用環(huán)氧樹脂封裝樣品，并暴露測試面(1 cm2)。之后在稀鹽酸溶液中超聲除油，依次使用180#、1200#砂紙?jiān)谒臐櫥饔孟骂A(yù)磨，之后將樣品在酒精中清洗，吹干備用。

沉積過程中保持溫度和電壓恒定。沉積過程中用磁力攪拌機(jī)攪拌溶液，電沉積完成后，用去離子水清洗樣，吹干，在50°C烘箱中干燥5h。……