[发明专利]一种简单快速提高MnO2基超级电容器比容量的方法

摘要

本发明公开了一种简单快速提高MnO₂基超级电容器比容量的方法。该方法包括如下步骤：（1）将MnO₂基电极浸泡在MnSO₄溶液中，使Mn²⁺吸附在MnO₂隧道中；（2）将浸泡后的MnO₂基电极用于制作MnO₂基超级电容器，增加质子参与储能程度，提高了MnO₂基超级电容器的比容量。本发明操作简单，成本低廉，效果明显，能够有效地改善MnO₂的隧道结构，提高MnO₂基电极超级电容器的比容量，增加MnO₂基电极材料的利用效率。本发明方法可应用于锰基赝电容电极的生产过程中，也可以此为原理生产新型的含锰离子的电解液。

主权项

1.一种简单快速提高MnO2基超级电容器比容量的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将MnO2基电极浸泡在MnSO4溶液，使Mn2+吸附在MnO2隧道中；所述MnO2基电极包括α‑MnO2基电极或δ‑MnO2基电极；所述α‑MnO2基电极通过水热法制备得到，具体包括如下步骤：（a）将硫酸锰水溶液和高锰酸钾水溶液搅拌混合，得到悬浮液，密封反应后冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到α‑MnO2粉末；所述硫酸锰水溶液的浓度为0.1~0.5 M，所述高锰酸钾水溶液的浓度为0.1~0.5 M，硫酸锰水溶液与高锰酸钾水溶液的混合体积比为1:1；所述搅拌混合的时间为20~50 min；所述反应的温度为120~180℃，时间为18~32 h；所述硫酸锰水溶液的浓度为0.1~0.5 M，所述高锰酸钾水溶液的浓度为0.1~0.5 M，硫酸锰水溶液与高锰酸钾水溶液的混合体积比为1:1；所述搅拌混合的时间为20~50 min；所述反应的温度为120~180℃，时间为18~32 h；（b）将α‑MnO2粉末、乙炔黑和聚四氟乙烯混合后加入溶剂溶解，超声分散制成浆料，制得的浆料涂覆在玻碳电极表面，烘干，得到α‑MnO2基电极；所述δ‑MnO2基电极通过电沉积法得到，具体包括如下步骤：（A）将碳纸依次采用无水乙醇、盐酸和丙酮超声处理；所述盐酸的浓度为0.1~0.5 M；所述超声处理的时间为10~30 min；（B）以处理后的碳纸为工作电极，采用Amperometric i‑t curve方法，三电极电沉积得到δ‑MnO2基电极，烘干备用；三电极是以处理后的碳纸为工作电极，铂网为对电极，饱和甘汞电极为参比电极；电沉积过程采用的电解液为醋酸锰溶液和硫酸钠溶液的混合溶液，所述醋酸锰溶液的浓度为0.1~0.5 M，所述硫酸钠溶液的浓度为0.1~0.5 M，醋酸锰溶液与硫酸钠溶液的混合体积比为1：1~3；（2）将浸泡后的MnO2基电极用于制作MnO2基超级电容器，由于Mn2+吸附在MnO2隧道中形成类似Mn3O4的结构，改变了MnO2隧道结构，从而使MnO2基超级电容器在储能过程中质子更加容易进入隧道中参与储能，即提高了MnO2基超级电容器的比容量。