納米MnO2/膨脹石墨復合材料的制備及其電化學性能

徐德芳， 宋 燕， 田曉冬， 王 凱， 郭全貴， 劉 朗

(1.中國科學院山西煤炭化學研究所, 炭材料重點實驗室，山西 太原030001;2.中國科學院大學，北京100049)

納米MnO2/膨脹石墨復合材料的制備及其電化學性能

徐德芳1,2， 宋 燕2， 田曉冬1,2， 王 凱1,2， 郭全貴2， 劉 朗2

(1.中國科學院山西煤炭化學研究所, 炭材料重點實驗室，山西 太原030001;2.中國科學院大學，北京100049)

采用水熱法原位合成二氧化錳(MnO2)/膨脹石墨(EG)復合材料，利用掃描電子顯微鏡(SEM)、x-射線衍射儀(XRD)、熱重分析儀(TGA)對材料進行表征，并將所制MnO2/EG復合材料(MEG)作為超級電容器電極，采用循環伏安、恒電流充放電和交流阻抗譜等方法進行電化學性能測試。結果表明，納米MnO2沉積填充在EG中，提高了材料導電性和穩定性；與純MnO2相比，復合材料不但具有較高的倍率性能，而且在1 000次循環后電容保持率高達100%。

二氧化錳； 水熱法； 膨脹石墨； 超級電容器

1 前言

超級電容器是一種介于電池與傳統靜電電容器之間的新型儲能器件，具有功率密度高、電流充放電大、充電時間短、充放電效率高、循環壽命長的特性。與傳統靜電電容器相比，超級電容器具有更高的比電容，可存儲的能量密度為傳統靜電電容器的10倍以上，并能廣泛應用于輔助電源、軍事、太陽能發電等領域[1-5]。電極材料是決定電化學電容器性能的關鍵因素，所以電極材料的研究成為電化學電容器研究的熱點。炭材料、金屬氧化物、導電聚合物及復合材料是目前研究的主要電極材料[6-10]。然而，不同電極材料都具有其自身的優缺點，金屬氧化物雖具有較高的理論比電容，但導電性差，充放電循環過程中結構容易坍塌，導致電極循環壽命較差；……