超级电容器二氧化锰性能的改进(2)
2.3.3扫描电镜（SEM） 8
2.4样品的电化学表征 8
3实验结果与讨论 10
3.1样品的结构及形貌分析 10
3.1.1MnO2/PPy复合材料的XRD分析 10
3.1.2MnO2/PPy复合材料的形貌分析 11
3.1.3MnO2/PPy复合材料的红外分析 12
3.2复合材料的电化学性能 13
3.2.1循环伏安性能 13
3.2.2交流阻抗分析 16
3.2.3充放电测试 17
4本文结论与展望 19
4.1本文结论 19
4.2本文展望 19
致 谢 20
参考文献 21
超级电容器二氧化锰性能的改进
1绪论
1.1超级电容器的研究背景
随着当今社会经济的迅速发展以及人口的快速增长，人类正在面临着资源缺乏和环境恶化的境况。各种自然资源日渐缺乏，由于我们日常生活需求，过度开采，以及滥用资源导致环境污染严重，水土流失，土地沙化，空气质量下降等已经威胁到了人类的生存环境。因此，人类为了能够更好的立足于地球，必须要实现可持续发展，各个领域当务之急是要不断开发新的可再生的清洁能源[1]。如今已经发展的太阳能，风能，核能，潮汐能等虽然已经为人类的生活增添了不少色彩，但由于这些新能源的供应并不是那么稳定，因而需要我们进一步改良，然而为了能够充分利用和开发这些新能源，我们需要制造出与之相匹配的储能装置。首选的储能装置是超级电容器,又称电化学电容器,由于其有着快速充电放电能力、高功率密度和长循环寿命等高效功能,因而成为研究热点。电化学超级电容器作为一种新型的储能器件，不但具有传统静电电容器功率密度大和充电电池能量密度高的优点而且还具有容量高、充放电快和循环寿命相对较长等特点，使其在便携式仪器设备、电动汽车电源、数据记忆存储系统以及大功率脉冲发生器等各个领域都有着广阔的应用前景，因而在全世界范围引起了广泛的关注。主要集中在研究超级电容器高性能电极材料和电极的制备上。它是一种新型储能装置，它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。超级电容器性能的好坏大部分取决于电极材料的性能。超级电容器的优点也在于其处于很小的体积下也可以达到法拉级的电容量；无须特别的充电电路和控制放电电路；和电池相比其寿命并不会因而过充或者过放二有所改变；站在环保的立场上考虑，它又是一种绿色能源；超级电容器可焊接，因而不存在像电池那样接触不牢固，接触不良等一系列问题；超级电容器的不足之处表现在当使用不恰当的时候会有电解质泄漏等现象的伴随；和铝电解电容器相比，它有着相对较大的内阻，因此在交流电路过程中不可以使用。由于超级电容器是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型的电力储能装置[2-11]，其容量可达几百甚至上千法拉，并且有着功率密度高，循环寿命较长，工作温度范围广、环境友好型，而且还有免文护等优点，因而广泛应用于电动车计算机太阳能装置和航空航天等各个领域，有着美好的发展前景。
如今，虽然人类社会随着科学技术水平的日益增长以及经济水平的突飞猛进不断取得进步，但随之而来的危机与人类的生活息息相关，主要的危机有生态危机，环境危机，人口危机和能源危机。环境污染，生态平衡遭到威胁等一系列问题也因为部分能源的过度开发和使用而接踵而来，因而人类的生存以及发展严重受到影响甚至威胁，大自然如今表现出各种灾害就是最好的诠释，该思量人类与自然，与能源的关系以及今后如何处理这一系列问题。一些不可再生的能源，例如石化能源已经严重短缺，从而引起了经济，社会等问题的出现。为了实现人类能够更好的生活在这个可爱的星球，我们必须走可持续发展道路，人们在不断开发新能源来代替旧能源，这些新能源不但可以再生，而且清洁无污染。我们将研究的超级电容器可以用作起重装置的电力平衡电源，从而提供超大电流的电力；可以用作车辆的启动电源，因为与传统的蓄电池相比有着启动效率和可靠性都高的优点，可以全部或部分替代传统的蓄电池；可以用作车辆的牵引能源生产电动汽车、电动摩托、电动自行车等，可以替代传统的内燃机、改造现有的无轨电车；可以用在军事上从而保证坦克车、装甲车等战车的顺利启动（尤其是在寒冷的冬来袭之时），可以用作激光武器的脉冲能源。此外还可用于其他机电设备的储能能源，例如电动汽车，国防，铁路，通讯，电力，消费性电子产品等。在化学，能源，材料，电子器件等众多领域也有着广泛的应用。在氧化还原过程用中掺杂其它金属的方法来对二氧化锰进行改性，可掺杂铁，并对改性后的二氧化锰进行结构形貌的分析以及电化学性能的测试。将其应用于超级电容器，制备出我们理想的储能装置，使人类的生活更为便捷，减少环境污染，从而对保持生态环境的平衡起到相当程度的作用。
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