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f22二氧化锰电极的储能机理
二氧化锰基超级电容器主要依靠赝电容原理提供电容性能。具体来说,包括只在电极表面发生的活性物质与电解液之间的化学吸附一脱附过程公式21在电极表面和内部均可发生的活性物质与电解液之间的嵌入一脱出过程公式2210M
O2surfaceCeM
OOCsurface,CHLiNa和K21M
O2CeM
OOC,CHLiNa和K22可以看到,两种储能机理发生的都是M
3和M
4之间的氧化还原反应。
实验部分
3实验试剂和设备
31实验试剂与实验仪器
高锰酸钾、一水合硫酸锰、活性炭、无水乙醇、银丝、甘汞电极、无水硫酸钠、聚四氟乙烯乳液、乙炔黑、泡沫镍、铂电极、中速滤纸
32设备
电化学工作站、电子天平、电热恒温鼓风干燥箱、磁力搅拌器、粉末压片机
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f4水热法制备M
O2及电极的制备41水热法制备纳米M
O2
本实验利用M
SO4H2O还原KM
O4,制备M
O2。具体操作如下按下式的比例称取KM
O40237g,M
SO4H2O为0381g;将两种药品分别溶解于30ml的超纯水中,室温下中速搅拌1h;一边快速搅拌KM
O4溶液,一边向其中缓缓倒入M
SO4溶液随着M
SO4的倒入,溶液中发生41式反应并立刻出现褐色沉淀;继续搅拌1h使反应充分进行,之后将悬浮液转入100mI的水热反应釜聚四氟乙烯里衬中;140℃下恒温热处理4h后取出使用超纯水和酒精对反应釜中样品进行抽滤,直至滤液中无SO42为止;80℃下干燥12小时,得到干燥的褐色粉末,使用玛瑙研钵进行研磨1h制得纳米M
O2粉末。反应式如下:
2KM
O43M
SO42H2O→5M
O2↓K2SO42H2SO4…41
42电极的制备方法
将制得的M
O2粉末、乙炔黑和聚四氟乙烯PTFE按质量比702010的比例混合,倒入玛瑙研钵中加入适量超纯水之后将上述三种药品混合研磨1h以上,直至得到混合浆状物质取1cmx1cm的泡沫镍两片,银丝一根,称量泡沫镍和银丝的质量,记录为m1;取一片泡沫镍,将上述混合浆状物质均匀的涂敷在泡沫镍的一面,将两片泡沫镍夹住银丝和混合浆状物质后,10Mpa下恒压1mi
压片将压制得到的电极片80℃下干燥10h,称量干燥后的质量记为m2,电极片制备完成。
43产物电化学性能测试
采用42所述的方法制备出电极,以铂电极作为辅助电极,饱和甘汞电极作为参比电极,电解液为1M的Na2SO4水溶液,使
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f用CHI660A型电化学工作站对样品进行循环伏安法、交流阻抗法和恒流充放电测试。
5结果与讨论51恒流充放电测试
采用上述的三电极体系,进行恒流充放电测试,充放电电流大小为05Ag、1Ag、2Ag。测量r