[发明专利]一种CeO2

说明书

一种CeO₂复合MnO_x电极材料的制备及应用，属于材料制备领域。本发明通过将CeO₂与锰氧化物复合，从而提高了二氧化锰电极材料的电化学性能，该方法制备无需高温高压，过程安全，步骤简单，易于操作。

技术领域

本发明属于电极材料制备领域，主要涉及超级电容器电极材料的 制备方法。

背景技术

伴随着全球人口的快速增长和城市化进程，能源需求不断增长。 对高效、低成本的储能系统的需求正在急剧上升，这极大的促进了清 洁能源和开发可再生能源储存设备的研发。储能技术的研究正试图跟 上新材料和新器件的发展。超级电容器作为一种新型的可再生储能装 置，因其充放电速度快、循环寿命长、功率密度高而受到广泛关注。

超级电容器也称为电化学电容器。是介于传统电容器和可充电电 池之间的一种新型储能装置。它是一种寿命长、循环周期长、功率密 度高的储能装置。与传统的电容器相比，它具有较大的容量、比能量 或能量密度，较宽的工作温度范围和极长的使用寿命；与蓄电池相比 之下，它具有较高的比功率，对环境友好的特点。目前，寻找合适的 电极材料来解决超级电容器的固有缺陷是最关键的问题之一。

在目前常见的电极材料中，过渡金属氧化物由于其低成本和高理 论电容而受到广泛关注。锰氧化物如氧化锰、四氧化三锰、二氧化锰 是常见的作为电极材料的过渡金属氧化物。与大多数其他过渡金属氧 化物相比，MnO_x具有高的理论电容(例如，根据标准计算方法,MnO₂的 理论电容为1370F·g^-1)和宽的正电位窗口(例如，MnO₂、NiO和Co₃O₄的电位窗口分别为1、0.5和0.45V)。然而，低电导率、大体积变化 和在反应过程中易团聚限制了其实际应用。

在储能领域，CeO₂由于其环境友好、成本低和电化学氧化还原特 性，是一种有吸引力的候选材料，其纳米结构作为一种电化学活性材 料，对赝电容有影响。因此，为了解决上述问题，目前通过构建CeO₂和MnOx的复合电极材料，形成异质结构，构建内建电场，从而来提 升的电荷存储能力。

发明内容

本发明的首要目的是制备一种超级电容器用电极材料。利用CeO₂与锰氧化物复合，提高锰氧化物的稳定性和电化学性能。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的超级电容器电极材料，包括以下合成步骤：

步骤1：在室温下，将金属钠盐(NaNO₃)、金属锰盐(MnSO₄·H₂O) 和金属铈盐(Ce(NO₃)₃·6H₂O)固体粉末置于研钵中充分研磨，混合均匀；

步骤2：将步骤1的固体粉末置于管式炉中煅烧，煅烧为空气氛 围下在200℃-500℃煅烧20-60min；

步骤3：将步骤2中得到的产品用去离子水、乙醇洗涤、过滤所 得到的产物，并烘箱干燥，研磨得到CeO₂与锰氧化物复合电极材料， 记为CeO₂@MnO_x。

每0.3-0.5g MnSO₄·H₂O对应4-8g NaNO₃；

Ce(NO₃)₃·6H₂O、MnSO₄·H₂O的摩尔比为(0.01-0.1):1，优选0.05： 1。

本发明所得材料用于超级电容器。