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图3-1 MnO2电极制备工艺流程图
3.2.2 不同浓度的电解质配制
分别配制浓度为(0.1M/L、0.3M/L、0.5M/L、0.8M/L 、1M/L)的Na2SO4 电解质溶液。
3.2.3 不同浓度电解液对超级电容器的电化学性能测试
(1)恒流充放电测试
采用不同浓度电解质溶液,在三电极测试体系[14]中进行恒流充放电测试。正负极均为MnO2电极,并进行充放电测试,设置好充放电电流密度及电位窗口。
(2)循环伏安测试
循环伏安法测试[15]采用三电极体系进行循环伏安测试,参比电极为饱和甘汞电极,辅助电极为MnO2电极,循环伏安测试系统为恒电位仪,用专业软件自动记录数据。恒电流充放电测试采用恒电位仪作为恒流源,在三电极体系中进行测试。实验测试示意图如图3-2。
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图3-2 电化学测试原理图
(3)交流阻抗测试
交流阻抗法[16]是对工作电极施加一个小振幅交流信号(几到十毫伏),同时记录相应的响应信号,然后处理相应数据,分析其电化学信息。通过对交流阻抗谱( EIS ) 的分析,可以得到系统的内阻、电荷转移电阻、法拉第反应及控制步骤、扩散系数等大量信息。此方法具有很高的精度测量能力,能够在很宽的频率范围内进行测量。还能够对图像进行分析推测出等效电路,更加精确详细的研究电极动力学过程。
4 预期目标、主要特色及工作进度
4.1 预期目标
以二氧化锰粉末为研究基础,对二氧化锰超级电容器电解液中电解质的浓度进行设置,研究电解质浓度对二氧化锰电极电化学性能的影响,以此提高超级电容器的性能。
4.2 主要特色
超级电容器在很大程度上取决于电极材料的性质:电化学导电性、表面积、孔径分布及孔道的连续性,由于功率密度和能量密度与工作电压密切相关,所以获得较宽的工作电位是超级电容器的最终目标,而超级电容器的工作电压通常取决于电解液的稳定性,目前对于电解质的研究现状只是在于对电解质种类对超级电容器的影响,高浓度的电解液,更有利于水溶液电离出质子,降低浓差极化对充放电过程的影响,电解质是超级电容器的一个重要影响因素,电解质的优劣直接关系到电容器的工作电
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压、能量密度、等效串联电阻、输出电流和使用温度范围等。对电解质浓度研究有助于提高超级电容器的性能。
4.3 工作进度
1、查阅相关资料,翻译外文资料,撰写开题报告 2015年3月18日-3月31日 2、二氧化锰粉末制备 ,压制电极 2015年4月1日-4月16日 3、制备不同浓度电解液,进行电化学性能测试 2015年4月17日-5月17日 4、分析整理数据、撰写毕业论文 2015年5月18日-6月18日 5、答辩 2015年6月19日-6月20日
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参考文献
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