氧化錳負載的茄基多孔碳電極材料的制備及性能研究

胡廷鈺，楊晨熙，車傳磊，耿曉亞，趙 麗

（吉林建筑大學建筑節能技術工程實驗室，吉林 長春 130118）

隨著全球能源需求的不斷增加，傳統的化石燃料對能源和環境的壓力日益加劇，高效、環保的儲能裝置成為解決能源和環境危機的重要途徑[1]。作為當前熱門的儲能裝置，超級電容器因高功率密度、卓越的充放電特性、持久的循環使用壽命以及環保等優勢，在能量存儲領域引起了廣泛關注。

錳基氧化物具有多種晶形結構、多種價態、無毒等特點，成為超級電容器電極材料的重要選擇[2]。其中MnO 因低成本、易獲取、具有高達1350 F·g-1的理論容量，被視為理想的超級電容器電極材料之一[3]。但錳基氧化物存在的低導電性、較差的循環穩定性、電阻率大等缺點，導致其無法廣泛應用于實際中。具有良好導電性、較高孔隙率及比表面積的碳納米管、石墨烯、活性炭、生物質炭等碳材料，可作為錳基氧化物復合的前驅體，以提高電化學性能[4]。Liu[5]等人制備了1種獨特的多孔MnO@N-C 碳納米管，N 摻雜碳層增加了MnO 的導電性，使得復合電極在0.1A·g-1的電流密度下表現出971.8 mAh·g-1的比容量，在30A·g-1的電流密度下具有359.5 mAh·g-1的倍率性能，且在10A·g-1的電流密度下循環3500 次后，電容保持率為441.5 mAh·g-1。生物質因來源廣泛、成本低廉、綠色環保、可持續發展等優點受到廣泛關注。Yu 等人[6]以竹葉為碳源，采用水熱法制備了MnO2@竹葉碳復合電極，5000次循環充放電后，電極的電容保持率為85.3%。Zhu 等人[7]以天然多孔蓮花花粉粒為碳源，在預處理花粉顆粒的形態和結構的基礎上，經煅燒制備的MnO/C 復合材料，在0.1A·g-1的電流密度下具有730mAh·g-1的比容量。……