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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化基础 » MnO2作为超容材料导电性差的讨论
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xmq135828

铁杆木虫 (著名写手)

[交流] MnO2作为超容材料导电性差的讨论

MnO2作为超级电容器的电极材料，其导电性差貌似一直是它的劣势，对于MnO2的导电性，有没有相关的文章进行过理论上的分析，比如和RuO2相比，为什么后者的导电性要优于前者，这应该和其晶体结构有关吧（不知道我理解的对不对），希望虫虫们给予解答

[ 来自小组 电化学梦之队 ]
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1楼 2013-09-23 21:56:22
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xuxijun2012

木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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xmq135828(zlin代发): 金币+2, 鼓励讨论~ 2013-09-24 07:57:15
xmq135828: 金币+5 2013-09-24 08:32:26
MnO2 理论容量可以达到 1370F/g，但由于自身电导率较低，从而导致了在大体积下
的MnO2 较差的电化学性能。因此，提高MnO2 电导率，制备多孔、薄膜或者复合材料，
从而获取较大的比表面积，提高电导率，是纳米MnO2 作为电极材料所追寻的路径之一。碳
材料以其较低的电阻，良好的导电性和超大的比表面积及多孔性，成为MnO2 理想的复合材
料之选。碳材料不但能够提高MnO2/碳基纳米复合材料的电导率而提高比容量，并且能够改
60 善材料复合材料的组织结构以及结合方式。从而能够在提高比容量的同时，其充放电倍率性
能以及循环稳定性也得到了相应的提高
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3楼2013-09-23 22:06:33
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zxiaochao

金虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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xmq135828: 金币+10 2013-09-24 08:36:25
引用回帖:
3楼: Originally posted by xuxijun2012 at 2013-09-23 22:06:33
MnO2 理论容量可以达到 1370F/g，但由于自身电导率较低，从而导致了在大体积下
的MnO2 较差的电化学性能。因此，提高MnO2 电导率，制备多孔、薄膜或者复合材料，
从而获取较大的比表面积，提高电导率，是纳米MnO2 ...

做文章而已，为了提高MnO2的利用率和导电性，填充了大量的碳基材料作为基体和导电剂，真正活性物质MnO2的含量很低，通常文章报道的容量很高，可能还高于理论值，但这些没有意义，因为它计算质量比容量忽略了碳基基体材料的质量，碳基材料对于整体的电极的容量是有贡献的。一个小小的电极片里面，MnO2活性物质的含量都是毫克级别的，这样一除计算下来浮动的空间很大的。如果是基于复合材料的质量计算的话，它的性能是不会高于活性炭的。
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4楼2013-09-24 08:30:40
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xmq135828

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by zxiaochao at 2013-09-24 08:30:40
做文章而已，为了提高MnO2的利用率和导电性，填充了大量的碳基材料作为基体和导电剂，真正活性物质MnO2的含量很低，通常文章报道的容量很高，可能还高于理论值，但这些没有意义，因为它计算质量比容量忽略了碳基基 ...

我也觉得仅仅将MnO2做成纳米级颗粒并不能从根本上解决MnO2实际比容远低于理论值的问题
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5楼2013-09-24 08:36:18
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xmq135828

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by zxiaochao at 2013-09-24 08:30:40
做文章而已，为了提高MnO2的利用率和导电性，填充了大量的碳基材料作为基体和导电剂，真正活性物质MnO2的含量很低，通常文章报道的容量很高，可能还高于理论值，但这些没有意义，因为它计算质量比容量忽略了碳基基 ...

有效活性物质的含量太低了，对于整体的器件来讲，总的比容值还是很低，仅仅有个看上去“很高”质量比容，对实际应用的意义不大
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6楼2013-09-24 08:38:37
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xuxijun2012

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
MnO2/碳基复合纳米材料作为超级电容器电极材料，其电化学性能显著提高。
与碳纳米管复合制备的核-壳结构纳米复合材料，其比电容可高达769F/g。MnO2/3D 石墨烯材
料复合后，显著提高了材料的功率密度与能量密度。同时，MnO2 与碳材料复合后，在比容
量提高的同时，其循环稳定性也有显著的提高。
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7楼2013-09-24 09:19:40
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jameking

铁杆木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
上述说法是欠缺的。首先二氧化锰的纳米颗粒越小，整体的导电性能就越差；从生产角度看涂布后的线压强波动越大，性能就越不稳定。
填充或包覆碳纳米材料能够提高导电性能？但同时也会产生微粒团聚，高压滚压后微孔闭合无法和电解液充分接触，形成封闭的无效反映空间反而又增加了内阻。
所以，事实上多采用低混合度的高温烧结并填充易挥发物形成敞开的有效空间，其空隙孔径为5-10个电解液分子直径（考虑到微孔壁和电解液形成新的界面范德华力使电解液视在黏度急剧上升）
使得二氧化锰在导电碳材料基底上嵌入多孔烧结二氧化锰。
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8楼2013-09-26 01:42:46
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xmq135828

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by jameking at 2013-09-26 01:42:46
上述说法是欠缺的。首先二氧化锰的纳米颗粒越小，整体的导电性能就越差；从生产角度看涂布后的线压强波动越大，性能就越不稳定。
填充或包覆碳纳米材料能够提高导电性能？但同时也会产生微粒团聚，高压滚压后微孔闭 ...

二氧化锰在导电碳材料基底上嵌入多孔烧结二氧化锰
有这方面的文献吗？关于多孔烧结二氧化锰的
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9楼2013-10-16 14:04:22
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foolishmani

铜虫 (职业作家)
★
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我可以说Nazar用MnO2和不导电的硫复合做锂硫电池在高达4C的倍率下还有700的容量。这是锂硫里面的很高的倍率性能。
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10楼2015-07-24 17:27:56
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yingying15882楼
2013-09-23 22:02   回复  
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