MnO_2固态超级电容器的制备及其电化学性能研究

以泡沫镍(NF)为基底,采用恒电位沉积法制备了MnO_2电极材料,以聚乙烯醇PVA-Na_2SO_4为凝胶聚合物电解质组装了二电极体系,并以H_2O-Na_2SO_4水系体系为对比进行了电化学性能研究.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对电极材料的形貌和结构进行表征,用循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)和交流阻抗(EIS)对电极材料及MnO_2//H2O-Na_2SO_4//MnO_2和MnO_2//PVA-Na_2SO_4//MnO_2体系的电化学性能进行测试.结果表明,MnO_2在NF上形成疏松多孔的二维纳米片网络结构;1 A·g~(-1)电流密度时单电极比电容可达435F·g~(-1);在水系二电极体系中和899.99 W·kg~(-1)的功率密度下,能量密度可达1.50 W·h·kg~(-1),当组建为固态体系时,499.98 W·kg~(-1)的功率密度下,能量密度可达1.92 W·h·kg~(-1),在具有良好的循环稳定性的同时,固态体系相比于水系体系具有更大的工作电压.