用于超级电容器的还原氧化石墨烯/Ni_xMn_1-x/₂O₂复合材料的电化学性能

吴可嘉¹，董丽敏^1,2，张琬祺¹，李雪姣¹，金立国¹，张显友¹

1. 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院2. 哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室

摘 要：MnO₂为有前景的超级电容器正极材料,具有较高的理论比电容及良好的循环稳定性,但电子电导性不佳限制了其应用。采用一步水热法制备了还原氧化石墨烯（RGO）/Ni_xMn_1-x/₂O₂复合材料。通过XRD、SEM、TEM、FTIR、电化学分析等手段对制备的RGO/Ni_xMn_1-x/₂O₂物相组成、微观形貌和电化学性能进行了表征和分析。电化学测试结果表明:Ni元素的引入提高了MnO₂的电容性能,以水热法制备的MnO₂的比电容为66F/g（扫描速度10 mV/s）,而Ni元素掺杂量x=0.02时,Ni0.02Mn0.99O₂比电容为111F/g;材料中引入RGO后,RGO/Ni_xMn_1-x/₂O₂复合材料电容性能进一步提高,加入2wt%的RGO时,RGO/Ni0.02Mn0.99O₂的比电容为136F/g。RGO的引入提高了活性材料的电子迁移速率,Ni元素的掺杂造成了MnO₂晶格中存在适量的点缺陷,提高了其导电性。以RGO/Ni_xMn_1-x/₂O₂为正极的超级电容器可同时具备双电层电容器和赝电容器的优点,以Ni掺杂MnO₂和RGO的负载协同提高了该复合材料电化学性能。

关键词：超级电容器;MnO2;还原氧化石墨烯(RGO);水热合成;电化学性能;