MnO2/MCMB复合材料的制备及其超级电容器性能的研究

Preparation of MnO2/MCMB materials and study of their supercapacitor properties

李建科 ¹苗信成 ²高宏亮 ¹杨春杰 ¹张大奎 ³徐桂英 ¹周卫民 ¹王坤¹

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作者信息

1. 辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051
2. 辽宁科技大学材料与冶金学院,辽宁鞍山 114051
3. 鞍钢化学科技有限公司,辽宁鞍山 114011
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摘要

为了进一步提高MnO2作为超级电容器电极材料的性能,本文采用简单的一步水溶剂法将MnO2与经KOH活化后的中间相炭微球(MCMB)复合,制备一系列具有赝电容储能行为的MnO2/MCMB复合材料.采用XRD、Raman、XPS、SEM对其进行结构和形貌表征.结果表明,MnO2/MCMB材料依然保持着MCMB的球型结构,MnO2的生成影响了复合材料中MCMB的石墨化程度以及碳层间距.将MnO2/MCMB复合材料组装为对称型超级电容器,测试结果表明,MnO2/MCMB电极材料在1 A/g的电流密度下的质量比电容最高为844 F/g,能量密度和功率密度最高分别为32.11 W·h/kg和500 W/kg.

Abstract

To enhance the potential application of MnO2 as an electrode material for supercapacitors,a series of MnO2/MCMB composites(mesocarbon microbeads(MCMB)loaded with MnO2 nanoparticles)with the pseudocapacitor energy storage behavior were synthesized utilizing a simple one-step hydrothermal method.The structural and morphological characteristics of the synthesized MnO2/MCMB composites were conducted using XRD,Raman,XPS,and SEM techniques.The results indicate that the MnO2/MCMB material maintains the spherical shape of MCMB,and the generation of MnO2 impacts the graphitization degree and carbon layer spacing of MCMB.When MnO2/MCMB electrodes were assembled as a symmetric supercapacitor,possessing a maximum specific capacitance of 844 F/g at a current density of 1 A/g.Moreover,the supercapacitor exhibit-ed the highest energy density of 32.11 W·h/kg and power density of 500 W/kg,respectively.

关键词

MnO2/超级电容器/赝电容储能/中间相炭微球

Key words

MnO2/supercapacitor/pseudocapacitive energy storage/mesocarbon microbeads

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(51672117)

国家自然科学基金资助项目(51672118)

出版年

2024

辽宁科技大学学报

辽宁科技大学

辽宁科技大学学报

影响因子：0.349

ISSN：1674-1048

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