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Ti/Ru0.4Sn(0.6−x)MnxO2氧化物电极的电容特性

2016-08-10伊昭宇朱君秋邵艳群福州大学材料科学与工程学院福州3506厦门理工学院材料科学与工程学院厦门3604

中国有色金属学报 2016年4期

伊昭宇,贺 冲,朱君秋,邵艳群,唐 电(. 福州大学 材料科学与工程学院,福州 3506;. 厦门理工学院 材料科学与工程学院,厦门 3604)

Ti/Ru0.4Sn(0.6−x)MnxO2氧化物电极的电容特性

伊昭宇1,贺 冲1,朱君秋2,邵艳群1,唐 电1
(1. 福州大学 材料科学与工程学院,福州 350116;2. 厦门理工学院 材料科学与工程学院,厦门 361024)

采用热分解法制备Ti/Ru0.4Mn(0.6−x)SnxO2(x=0, 0.3, 0.6)三元氧化物电极材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射( XRD)、循环伏安(CV)、交流阻抗谱(EIS)和恒流充放电分析Ti/Ru0.4Sn(0.6−x)MnxO2电极材料的组织结构和电容性能。结果表明:三元氧化物电极中SnO2的加入能抑制RuO2表面析出,且有利于形成Ru-Mn-Sn-O固溶体氧化物;而MnO2的加入可以降低氧化钌的结晶度。三组元相互配合降低离子扩散阻力,提高活性材料的利用率,从而提高 Ti/Ru0.4Mn(0.6−x)SnxO2电极材料的电荷存储能力。Ti/Ru0.4Mn0.3Sn0.3O2三元电极的比电容可达682 F/g,约为Ti/RuO2-SnO2和Ti/RuO2-MnO2二元氧化物电极的2~3倍。

二氧化锰;二氧化锡;比电容;交流阻抗

TRASATTI等[1−2]发现氧化钌电极材料具有类似于碳基电容器的矩形循环伏安曲线,建立在法拉第充放电原理基础上的 RuO2电极材料成为了研究热点,并一致认为其是制造高比电容超级电容器的关键材料。具有高比表面积的钌氧化物表面发生 Oxad+ ne→Redad氧化还原反应,产生感应电流,电荷ne以吸附或吸收形式储存,由此产生可观的法拉第赝电容。JOW等[3−4]采用溶胶−凝胶法制备非晶态水合氧化钌,其比电容高达720 F/g。

尽管 RuO2被公认为最优秀的赝电容电极材料之一,但昂贵的价格限制了它的应用范围。为了优化RuO2电容性能及降低电极材料成本,把RuO2与其他材料复合形成功能复合材料是最常见的方法。……

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