CN108615611B - 纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用 - Google Patents
纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108615611B CN108615611B CN201810386973.1A CN201810386973A CN108615611B CN 108615611 B CN108615611 B CN 108615611B CN 201810386973 A CN201810386973 A CN 201810386973A CN 108615611 B CN108615611 B CN 108615611B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- doped sodium
- sodium manganate
- titanium
- nano titanium
- grinding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- BNBLBRISEAQIHU-UHFFFAOYSA-N disodium dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O BNBLBRISEAQIHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 28
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N manganese(III) oxide Inorganic materials O=[Mn]O[Mn]=O GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 10
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 10
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 10
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Inorganic materials [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 5
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 7
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- FGEKTVAHFDQHBU-UHFFFAOYSA-N dioxoruthenium;hydrate Chemical compound O.O=[Ru]=O FGEKTVAHFDQHBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- LBSANEJBGMCTBH-UHFFFAOYSA-N manganate Chemical compound [O-][Mn]([O-])(=O)=O LBSANEJBGMCTBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用，分子式为(NaxMnxTi1‑xO2)，按照如下步骤制备(1)、分别称取Mn2O3，Na2CO3，TiO2置于研钵中研磨至混合均匀，再转入模具内，压成片状；(2)、将压制好的片状样品置于箱式炉中进行焙烧；(3)、将焙烧得到的样品再在研钵中研磨10‑120min使粉末充分均匀，然后置于球磨机内进行球磨；(4)、研磨结束后冷却至室温，清洗得到产品。本发明的纳米掺钛锰酸钠所采用的原材料Mn2O3,Na2CO3,TiO2易得，成本低，合成过程中化学反应较少，产物为目标产物无附带物，安全无污染，合成成本低，操作步骤简单。纳米掺钛锰酸钠具有较高的电导率，且具有良好的电容特性，能量密度和功率密度大，循环寿命较长，可以广泛运用于柔性超级电容器领域。
Description
技术领域
本发明属于电化学领域，具体地说，涉及一种纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用。
背景技术
目前，能源枯竭和环境污染问题日益严重，开发新能源材料和新能源存储系统已经成为世界性的研究热点之一。随着科技的发展和信息社会的到来，各种计算机有关的电子设备，电动汽车及家用电器的逐步普及，对高性能存储器备用电源的要求越来越高。这些储能装置除了对能量密度有一定要求外，对功率密度的要求也越来越高。然而，目前的电池受既有技术和成本的限制，如短的循环寿命，较慢的充放电，较低的能量密度和功率密度；传统的静电电容器也因能量密度过低而不能满足需求。此外，由于柔性器件在可穿戴系统、如可穿戴手机和医疗器件等领域的广泛应用，使得能量存储系统的柔性需求越来越大。因此，迫切需要高功率性的柔性储能装置以满足当前特殊应用领域的需求。近年来，超级电容器因具有高功率密度、快速充放电速率、较长的循环使用寿命以及环境友好等优点一直以来被认为是一种高效储能装置。然而，较低的能量密度仍然是超级电容器面临的一大问题。赝电容材料展现较高的能量密度但循环稳定性不好。众所周知，纳米材料与其块体材料相比，由于它们具有较大的比表面积和尺寸，在能量收集和能量存储应用中具有潜在的优势。此外，适当的纳米结构电极可以提高它的功率密度和循环稳定性。到目前为止，各种赝电容器电极材料中，水合二氧化钌具有最佳的性能，然而，它成本太高、产量低，阻碍了其在实际应用中的应用。从电极材料的角度，有效的策略是利用材料本身的高性能和纳米结构，具有通道结构的纳米材料由于具有多种储能方式越来越受到人们的青睐，并且价格低廉、产量高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种纳米掺钛锰酸钠的制备方法，得到的纳米掺钛锰酸钠比表面积大、导电性能好。本发明的第二目的在于提供该种纳米掺钛锰酸钠在柔性超级电容器中的应用。
为了实现上述第一目的，本发明的技术方案如下：、一种纳米掺钛锰酸钠的制备方法，其特征在于，分子式为NaxMnxTi1-xO2，按照如下步骤完成：
(1)、分别称取Mn2O3，Na2CO3，TiO2置于研钵中研磨至混合均匀，再转入模具内，压成片状；
(2)、将压制好的片状样品置于箱式炉中进行焙烧；
(3)、将焙烧得到的样品再在研钵中研磨10-120min使粉末充分均匀，然后置于球磨机内进行球磨；
(4)、球磨结束后冷却至室温，清洗得到产品。
采用上述方案，x为＜1的正数，Mn2O3，Na2CO3，TiO2在研钵中研磨混合均匀后，再转入模具中压制成片，在压制的过程中，使原材料接触更均匀更充分，有利于在无溶剂情况下反应的顺利进行，反应更充分。制得的掺钛锰酸钠具有独特的晶体结构，并且该纳米材料拥有很高的比表面积，因此它具有较高的导电性和电容性能。纳米掺钛锰酸钠可以将电解质离子吸附或者在晶体结构中嵌入嵌出钠离子而提高电容器的性能。
上述方案中优选：分子式为Na0.66Mn0.66Ti0.34O2。
上述方案中：步骤(1)中，按摩尔比Mn2O3：Na2CO3：TiO2为1:1.02-1.5:1.03-2。能保证反应的顺利进行。
上述方案中：研磨时间至少为三十分钟；压片时，用1-30MPa的压力持续压0.5-5min。有利于原料之间的充分均匀接触，反应更完全。
上述方案中：步骤(2)中，焙烧的温度为650-1250℃，焙烧的时间为6-20h。
上述方案中：球磨的时间为1-24h。优选球磨时间为3-10h。
为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：上面制备的纳米掺钛锰酸钠(NaxMnxTi1-xO2)在柔性超级电容器中的应用。
具体的：将所得的纳米掺钛锰酸钠与炭黑、PTFE混合涂覆于洗净的碳布上，40-90℃下干燥得到纳米结构掺钛锰酸钠电极；将两块纳米结构掺钛锰酸钠电极分别浸润聚乙烯醇—氯化锂凝胶电解质，两块电极对接，中间用隔膜分开，最终组装成柔性掺钛锰酸钠超级电容器。
优选：纳米掺钛锰酸钠与炭黑、PTFE的质量比为80：15-19.5：0.5-5。碳布面积为2cm2。制得的柔性掺钛锰酸钠超级电容器性能好，最大面积比电容能达到2050mF cm-2(质量比电容1025.75F g-1)。扫描速率从2-25mV s-1时速率电容仅下降36％。最大能量密度能达到77.81Whkg-1，功率密度3750W kg-1时能量密度仍高达54.79Wh kg-1。充放电测试循环1000次比电容保留率高达89.5％。
有益效果：本发明的纳米掺钛锰酸钠所采用的原材料Mn2O3,Na2CO3,TiO2易得，成本低，合成过程中化学反应较少，产物为目标产物无附带物，安全无污染，合成成本低，操作步骤简单。纳米掺钛锰酸钠具有较高的电导率，且具有良好的电容特性，能量密度和功率密度大，循环寿命较长，可以广泛运用于柔性超级电容器领域。
说明书附图
图1(a)(b)(c)图是本发明制备的纳米结构掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)(NMTO)SEM图，(d)是XRD图。
图2(a)(b)图是本发明在不同研磨时间制备的纳米结构掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)制得的柔性超级电容器的交流阻抗图，循环伏安图。
图3(a)、(b)、(c)是本发明研磨6h的纳米结构掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)制得的电柔性超级电容器:(a)是在不同电流下的充放电图，(b)图是比电容图,(c)是能量密度图，(d)图是本发明在不同研磨时间制备的纳米结构掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)制得的柔性超级电容器的循环稳定图。
图4(a)是本发明制备的纳米结构掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)制得的柔性超级电容器在不同角度弯曲的柔性示意图,(b)是弯曲时测试的循环伏安图。
图5是本发明制备的纳米结构掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)两电极柔性超级电容器的循环伏安图和不同电流下的充放电图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述：
实施例1
纳米结构掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)的制备方法，按照如下步骤制备：
(1)、按照摩尔比Mn2O3：Na2CO3：TiO2为1:1.02:1.03分别称取Mn2O3，Na2CO3，TiO2置于玛瑙研钵中研磨至少三十分钟至混合均匀，再转入钢制模具内，压成片状，压片用30MPa的压力持续压0.5min。
(2)、将压制好的片状样品置于箱式炉中进行焙烧，焙烧的温度为950℃，焙烧的时间为10h。
(3)、将焙烧得到的样品再在玛瑙研钵中研磨30min使粉末充分均匀，分成三份，然后分别置于球磨机内进行球磨，球磨的时间为分别为0h、6h、12h。
(4)、研磨结束后冷却至室温，清洗得到产品。
图1(a)(b)(c)图是本发明实施例1制备的三种纳米结构掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)(NMTO)SEM图，(d)是XRD图。SEM图中可以得出，随着球磨时间增加，材料的颗粒尺寸越小，且球磨6h的材料表现出颗粒尺寸分布不均匀的状态。从XRD图可以得出球磨时间长短不影响材料原始的晶体结构。
柔性超级电容器的制备：
将所得的三种纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)分别与炭黑、PTFE混合均匀后涂覆于洗净的碳布上，Na0.66Mn0.66Ti0.34O2纳米颗粒与炭黑、PTFE的质量比为80：15：5。碳布面积为2cm2。然后在60℃下干燥12h得到纳米结构掺钛锰酸钠电极。将两块纳米结构掺钛锰酸钠电极分别浸润聚乙烯醇—氯化锂凝胶电解质，两块电极对接，中间用隔膜分开，最终组装成柔性掺钛锰酸钠超级电容器。
图2(a)(b)图是本发明在不同研磨时间制备的纳米结构纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)制得的柔性超级电容器的交流阻抗图，循环伏安图。图中得出球磨6h时纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)电容器具有最好的电化学性能。
图3(a)、(b)、(c)是本发明研磨6h的纳米结构纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)制得的电柔性超级电容器:图(a)中大图从右到左分别为1mA、2mA、4mA、6mA、8mA、10mA、15mA、20mA、25mA、30mA。(b)图是比电容图,(c)是能量密度图，(d)图是本发明在不同研磨时间制备的纳米结构纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)制得的柔性超级电容器的循环稳定图。得出本发明研磨6h的纳米结构纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)电容器得到最大面积比电容能达到2050mF cm-2(质量比电容1025.75Fg-1)；扫描速率从2-25mV s-1时速率电容仅下降36％；功率密度125W kg-1时，具有最大的能量密度77.81Wh kg-1，功率密度3750W kg-1时能量密度仍高达54.79Wh kg-1。充放电测试循环1000次比电容保留率高达89.5％。
图4(a)是本发明制备的纳米结构纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)制得的柔性超级电容器在不同角度弯曲的柔性示意图,分别测试了0°、90°、150°和180°。(b)是弯曲时测试的循环伏安图。可以得出本发明超级电容器具有良好的柔性，具有广泛的应用范围。
图5是本发明制备的纳米结构纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)两电极柔性超级电容器的循环伏安图和不同电流下的充放电图。即两个实施例1的柔性掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)超级电容器串联情况下的循环伏安图。图(b)中大图从右到左分别为1mA、2mA、4mA、6mA、8mA、10mA、15mA、20mA、25mA、30mA。说明具有生活实际用途。
实施例2
纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)的制备方法，按照如下步骤制备：
(1)、摩尔比Mn2O3：Na2CO3：TiO2为1:1.5:2分别称取Mn2O3，Na2CO3，TiO2置于玛瑙研钵中研磨至少三十分钟至混合均匀，再转入钢制模具内，压成片状，压片用1MPa的压力持续压5min。
(2)、将压制好的片状样品置于箱式炉中进行焙烧，焙烧的温度为1250℃，焙烧的时间为6h。
(3)、将焙烧得到的样品再在玛瑙研钵中研磨120min使粉末充分均匀，然后置于球磨机内进行球磨，球磨的时间为1h。
(4)、研磨结束后冷却至室温，清洗得到产品。
柔性超级电容器的制备：
将所得的纳米掺钛锰酸钠与炭黑、PTFE混合均匀后涂覆于洗净的碳布上，纳米掺钛锰酸钠与炭黑、PTFE的质量比为80：19.5：3。碳布面积为2cm2。然后在40℃下干燥24h得到纳米结构掺钛锰酸钠电极。将两块纳米结构掺钛锰酸钠电极分别浸润聚乙烯醇—氯化锂凝胶电解质，电极对接，中间用隔膜分开，最终组装成柔性掺钛锰酸钠超级电容器。制备的电容器也表现出良好的充放电性能。
实施例3
纳米掺钛锰酸钠(Na0.66Mn0.66Ti0.34O2)的制备方法，按照如下步骤制备：(1)、摩尔比Mn2O3：Na2CO3：TiO2为1:1.1:1.2分别称取Mn2O3，Na2CO3，TiO2置于玛瑙研钵中研磨至少三十分钟至混合均匀，再转入钢制模具内，压成片状，压片用20MPa的压力持续压1min。
(2)、将压制好的片状样品置于箱式炉中进行焙烧，焙烧的温度为650℃，焙烧的时间为20h。
(3)、将焙烧得到的样品再在玛瑙研钵中研磨10min使粉末充分均匀，然后置于球磨机内进行球磨，球磨的时间为24h。
(4)、研磨结束后冷却至室温，清洗得到产品。
柔性超级电容器的制备：
将所得的纳米掺钛锰酸钠与炭黑、PTFE混合均匀后涂覆于洗净的碳布上，纳米掺钛锰酸钠与炭黑、PTFE的质量比为80：15：0.5。碳布面积为2cm2。然后在90℃下干燥8h得到纳米结构掺钛锰酸钠电极。将两块纳米结构掺钛锰酸钠电极分别浸润聚乙烯醇—氯化锂凝胶电解质，电极对接，中间用隔膜分开，最终组装成柔性掺钛锰酸钠超级电容器。制备的电容器也表现出良好的充放电性能。
本发明不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种含纳米掺钛锰酸钠的柔性超级电容器，其特征在于，纳米掺钛锰酸钠的制备方法为：
分子式为Na0.66Mn0.66Ti0.34O2，按照如下步骤完成：
(1)、分别称取Mn2O3，Na2CO3，TiO2置于研钵中研磨至混合均匀，再转入模具内，压成片状；
(2)、将压制好的片状样品置于箱式炉中进行焙烧；
(3)、将焙烧得到的样品再在研钵中研磨10-120min使粉末充分均匀，然后置于球磨机内进行球磨，球磨的时间为6h；
(4)、球磨结束后冷却至室温，清洗得到产品；
将所得的纳米掺钛锰酸钠与炭黑、PTFE混合均匀后涂覆于洗净的碳布上，40-90℃下干燥得到纳米结构掺钛锰酸钠电极；将两块纳米结构掺钛锰酸钠电极分别浸润聚乙烯醇—氯化锂凝胶电解质，两电极对接，中间用隔膜分开，最终组装成柔性掺钛锰酸钠超级电容器，纳米掺钛锰酸钠与炭黑、PTFE的质量比为80：15-19.5：0.5-5。
2.根据权利要求1所述含纳米掺钛锰酸钠的柔性超级电容器，其特征在于：步骤(1)中，按摩尔比Mn2O3：Na2CO3：TiO2为1:1.02-1.5:1.03-2。
3.根据权利要求2所述含纳米掺钛锰酸钠的柔性超级电容器，其特征在于：步骤(1)中，研磨时间至少为三十分钟；压片时，用1-30MPa的压力持续压0.5-5min。
4.根据权利要求1-3任一项所述含纳米掺钛锰酸钠的柔性超级电容器，其特征在于：步骤(2)中，焙烧的温度为650-1250℃，焙烧的时间为6-20h。
5.根据权利要求4所述含纳米掺钛锰酸钠的柔性超级电容器，其特征在于：碳布面积为2cm2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810386973.1A CN108615611B (zh) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | 纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810386973.1A CN108615611B (zh) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | 纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108615611A CN108615611A (zh) | 2018-10-02 |
| CN108615611B true CN108615611B (zh) | 2020-10-30 |
Family
ID=63660977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810386973.1A Expired - Fee Related CN108615611B (zh) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | 纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108615611B (zh) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107093712A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-08-25 | 西南大学 | 钠离子电池负极材料及其制备方法 |
| CN107731545B (zh) * | 2017-09-22 | 2019-08-20 | 陕西科技大学 | 一种聚苯胺基mof纳米复合材料柔性超级电容器及制备方法 |
-
2018
- 2018-04-26 CN CN201810386973.1A patent/CN108615611B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108615611A (zh) | 2018-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vijayakumar et al. | CuCo2O4 flowers/Ni-foam architecture as a battery type positive electrode for high performance hybrid supercapacitor applications | |
| Liu et al. | NiO-based composite electrode with RuO2 for electrochemical capacitors | |
| CN112233912B (zh) | 一种泡沫镍载MnCo2O4.5/MXene复合纳米材料的制备方法及应用 | |
| CN102324321B (zh) | 一种泡沫镍基负载的金属氧化镍/碳复合电极材料 | |
| CN109686592B (zh) | 白玉菇状二硒化镍纳米阵列电极材料及其制备方法 | |
| CN107045947A (zh) | 一种铁镍二元氧化物‑泡沫镍复合电极材料及其制备方法 | |
| CN107253720B (zh) | 一种高比表面积介孔活性炭及其制备方法和在超级电容器中的应用 | |
| Wu et al. | The effect of polyaniline electrode doped with transition metal ions for supercapacitors | |
| Tong et al. | Co2NiO4 nanoneedle networks for high performance pseudocapacitor | |
| CN109119252B (zh) | 硫化Ni-Co-Al LDH电极复合材料及其制备方法 | |
| CN110676065A (zh) | 一种金属交联多孔碳材料及制备方法和其应用 | |
| Yang et al. | Nanostructured MnO2/exfoliated graphite composite electrode as supercapacitors | |
| Dhar et al. | Naturally occurring neem gum: An unprecedented green resource for bioelectrochemical flexible energy storage device | |
| CN104795246A (zh) | 一种储电性能优良的复合电极材料及其制备方法 | |
| CN106356203B (zh) | 一种钴酸镍纳米片/石墨毡复合材料及其制备和应用 | |
| CN108615611B (zh) | 纳米掺钛锰酸钠的制备方法及其应用 | |
| KR20130047885A (ko) | 산화수산화니켈-탄소나노튜브 나노복합체 전극의 제조 방법 | |
| CN112279308A (zh) | 一种大批量制备高储能镍钴氢氧化物电极材料的方法 | |
| Chougale et al. | Facile synthesis of maghemite nanoflakes arrays for supercapacitor application | |
| CN103578784B (zh) | 一种纳米氧化铜复合材料及其制备方法、超级电容器电极及超级电容器 | |
| CN108538610A (zh) | 一种三维球状氮掺杂多孔碳材料与镍氧化物复合材料的制备方法与用途 | |
| CN111326348B (zh) | 一种合成镍钴铁氧化物三维立式纳米片结构电极材料的方法和应用 | |
| CN103578785A (zh) | 一种多孔纳米氧化铜复合材料及其制备方法、超级电容器电极及超级电容器 | |
| CN100345766C (zh) | 一种采用低温固相反应制备纳米锂钛氧化物材料的方法 | |
| CN103050297B (zh) | 一种空间网络状Fe2O3复合材料电极的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20201030 |