用于电化学超级电容器的二氧化锰电极材料的改进

1. 用于电化学超级电容器的二氧化锰电极材料的改进用于电化学超级电容器的二氧化锰电极材料的改进 汇报人 :莫妍 学号：2012207092

2. 研究背景 能源形势 太阳能 寻求新能源 风能 能源 危机 开发新技术 化石燃料 的枯竭 环境污染 的升级 电化学能源转 换和储存技术

3. 研究背景 燃料 电池 锂电池 超级电 容器(ES) 电化学能源转 换和储存技术 锂电池/燃料电池 （具有高能量密度） 传统电解质电容器 （具有高功率输出）

4. 研究背景 超级电容器的优缺点 功率密度高 环保、安全 工作电压低 循环寿命长 能量密度低 生产成本高 优点 缺点 ES

5. 研究背景 ES电极材料 碳材料 能量密度低 双电层超级电容器(EDLS) ES 电极材料 复合材料 电化学活性材料 利用效率低 赝电容超级电容器（FS）

6. 研究背景 复合材料的优点 碳材料 金属氧化物 优 点 复合材料电 极同时具有 双电层电容 和赝电容 复合材料提 高金属氧化 物电极的工 作电压 复合材料提 高金属氧化 物电极的电 子转移能力 复合材料提 高金属氧化 物电极的质 量传输能力

7. 研究背景 国内外研究热点： 1) 结构纳米化 例如：AC、CNTs、MC等 2) 表面基团修饰 例如：掺入杂原子(O、N、B、S) 3) 复合电极 例如：CNT/MxOy、CNT/CP等 <2>FaradaicType (赝电容) 研究热点： 1>导电聚合物：掺杂锂盐、主链上基团修饰、 设计不对称电极、复合电极等

8. 研究背景 2> 金属氧化物 1) RuO2: 沉积成薄膜、含一定结合水、控制结晶度、减小粒径、 复合电极等 2) MnO2：掺杂过渡金属元素、薄膜电极、纳米结构、复合电极等

9. 存在问题 1) 电导率和离子扩散系数低 2) 比表面积低 3) 溶解问题

10. 实验方案 异质结构——MnO2/SnO2异质结构 MnO2/SnO2异质结构： 1) SnO2导电率（10S/cm）是MnO2导电率（10-4—10-2）的1000倍 2) 外延的片状枝提供了大的表面积，层与层间隙及纳米棒间间隙，可以促进离子的传输： 3) 采用中性电解质Na2SO4水溶液防止MnO2溶解。

11. 复合材料——CNTs与MnO2电极材料 CNTs 优点：电导率高、稳定性好、机械强度大、孔径分布集中 缺点：纯碳纳米管作为电极材料时容量不高、价格偏贵 发展方向：制备CNTs复合材料 MnO2 优点：原料丰富、价廉、环保、理论比容量高(1300 F/g) 缺点：电导率低、表面积小、传质能力弱、部分分解 发展方向：制备纳米结构MnO2或者复合材料

12. Thank You