MnO与碳纳米片复合解答.ppt

419实验室组会报告;Hybrid Device Employing Three-Dimensional Arrays of MnO in Carbon Nanosheets Bridges Battery?Supercapacitor Divide ;一、概述;二、实验过程;三、材料表征样品;四、材料表征;（ a） 3D-CNS 的 SEM 照片 它由碳纳米片相互关联的三维组件构成。这些阵列的宏观尺寸在几十微米左右， 而个别薄片的厚度大约是 15?30 nm。;（ c） 3D-MnO/CNS-2的明场 TEM 图像。 插图是SAED 图像，为面心立方。 进一步证实 MnO纳米晶体均匀分布。 MnO 纳米晶体的直径主要分布在 20?50 nm 范围内。;（ a） 3D-CNS 和 3D-MnO/CNS-1 的 X 射线衍射（ XRD） 图像。 3D-MnO/CNS 标品展示出面心立方 MnO 的峰以及中心在 22.1 °的峰。根据（002）峰计算石墨化区域的厚度为1.3nm；根据（001）峰计算石墨化区域的厚度为3.4nm。;（ b） 3D-MnO/CNS 和 CNS的氮气吸附脱附等温线。 （ c） 按密度函数法计算相应的孔径分布。 表明MnO 纳米颗粒不仅在 3D-CNS表面形成,而且机械地固定在碳表面孔隙处。表面积从 3D-CNS 的 2260m2 g-1 减少到3D-MnO/CNS-1 的 72m2 g-1 和 3D-MnO/CNS-2 的 25m2 g-1。 3D-CNS 显示了一个典型有明显平台的 I 型等温线。 然而 3D-MnO/CNS-1 和 3D-MnO/CNS-2 显示出 IV 型等温线， 指示着在微孔水平明显下降。3D-CNS 样品含有 55%的微孔（ 2nm） 和在 2-4nm 范围内的小孔。 然而 3D-MnO/CNS-1 含有 97%的介孔， 3D-MnO/CNS-2 含有 100%的介孔。;（ e） 3D-MnO/CNS-2 在 100 次循环后微观结构的高角环形暗场 TEM 显微图像， 在脱锂状态分析 表明3D-MnO/CNS具有图d中展示的循环稳定性的原因是具有伸缩韧性的 CNS支撑机械固定的纳米 MnO微粒以及阻止它们发生电接触损失和团聚。;（ a） 在 10mV s?1 的情况下测试的负极与正极不同质量比的 3D-MnO/CNS||3D-CNS 混合电容器的 CV 曲线。 （ b） 在 1A g?1 情况下的恒流充放电曲线。 CV曲线近似矩形，恒流充放电曲线对称，表明这些装置适 合高倍率运行的场合。随着正极与负极质量比的提高， 该器件表现出逐渐偏离理想线性的充?放电行为， 这可以归因于在负极一侧的放电电压的增强。;（ c） 3D-MnO/CNS||3D-CNS 电池的标准活性物质 Ragone 图。 以活性物质计算得到的最优的器件（ 质量比为 1:2） 的比能量范围从 184 到 83Whkg-1， 而相应的比功率范围从~83 到 1800W kg-1。;（ e） 在 5A g?1情况下测试的质量比为 1：2 的 3D-MnO/CNS||3D-CNS混合电容器的循环性能和库伦效率。 3DMnO/CNS||3D-CNS 装置在质量比为 1:2 时表现出良好的循环稳定性和库伦效率，1000 次循环后容量保持 83%， 5000 次循环后容量保持 76%。 在电压范围 1?3.5 V 测试时，1000 次循环后容量保留 92%， 5000次循环后容量保持 81%， 而库伦效率在整个循环过程中接近 100%。;五、总结;谢谢观看 请大家批评指正