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微型大功率超级电容器用电极材料关键技术

    2012年10月25日   【字体 :

成果分类: 功能智能能源超导材料
成果简介:
利用不同电性金属氧化物纳米层组装反应,成功开发了不同电容性能氧化物纳米层组装和形貌控制制备超级电容器用纳米电极材料关键技术,制备了兼具双电层电容和赝电容特征、性能满足超级电容器要求的纳米电极材料,实现了制备材料的比容量和循环性能较大改善,达到了电活性物质在电极表面不仅能够实现高容量的电荷贮存,而且快速发生氧化还原反应的能力提高,满足了超级电容器电极材料对于高比容量、大比表面积、小阻抗、长循环寿命和低成本的要求。
采用软模板、硬模板及无模板剂等技术,以不同锰源为前驱物,水热制备了线状、空心海胆、空心球以及花球等不同形貌α和δ型二氧化锰纳米材料。制备的系列二氧化锰材料具有大比表面积(100300m2g1),在1molL1Na2SO4水溶液中表现出良好的电容行为,质量比电容为106300Fg1、循环稳定性良好。
采用液相纳米层组装技术,以层状MnO2剥离液和石墨(RGO)分散液为原料,室温下制备了不同MnO2含量MnO2石墨烯复合电极材料。石墨烯-MnO2电极材料在-0.20.8V范围内显示了优异的电容性能,当电流密度为4.12Ag1时,重复充放电50000次,容量保持率为57%;以RGO18%MnO2为正极,RGO为负极组装的不对称电容器其工作电压范围为0~1.7V,电流密度为2.23Ag1时,恒流充放电10000次,容量保持率为69%。同时,该不对称电容器具有高的能量密度,在功率密度为506Wkg1时,其能量密度为21.27Whkg1,甚至在功率密度为5.06kWkg1时,能量密度仍可达10.03Whkg1,取得4项发明专利。
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