Ca2+掺杂对MnO2晶格结构的调制及其超级电容器性能的改善作用

作者：齐建全; 郭瑞; 韩秀梅; 钟瑞霞; 赵芳芳; 秦万里; 董晓瑜

来源：稀有金属材料与工程, 2018, 47(S1): 236-240.

• 二氧化锰
• 钙离子
• 球磨法
• 超级电容器

MnO2存在很多不同的晶格相,作为超级电容器材料,其电荷存储能力通常被认为α-MnO2>δ-MnO2>γ-MnO2相。本研究采用陶瓷工艺球磨混合KMn O4、Mn SO4·H2O和Na OH,通过不同浓度的Ca2+掺杂,在室温下可以直接合成不同形貌和晶型的MnO2粉体。在采用去离子水作为介质时,获得α-MnO2(硬碱锰矿),而用无水乙醇做介质,则获得γ-MnO2(畸变水铝石)。在去离子水介质中,通过极其微量的Ca2+(<100 mg/L)掺杂,可以使α相转化为α、γ混合相,从而形成对MnO2晶格结构的调制,有效地提高MnO2超级电容器电荷存储性能。掺杂浓度进一步提高则产生不明杂相,使性能转而劣化。因此,通过Ca2+掺杂浓度的控制,可以控制物相。对其循环伏安特性的测试分析表明,其存储电荷的能力依次为调制的混合相MnO2>α-MnO2>γ-MnO2。

• 单位
  材料学院; 东北大学