第10期 张勇等：二氧化锰微纳米球和微米棒的制备工艺优化及性能 ·1357· (b) 表面多 空心 10kV 5,0005m 1030sE 10kVX15,0001pm 1030s日 图6最优工艺条件下制得MO2材料的扫描电镜照片.(a)低倍：(b)高倍 Fig.6 SEM images of MnO2 materials prepared under the optimal conditions:(a)low magnification:(b)high magnification 6 2 mV.s 流密度的增大，电化学极化和浓差极化增大，比容 ◆-5mVs -10 mV.s- 量下降.这主要是由于电阻损耗随充放电流的增大 -20 mV.s T -2 而增大，致使活性物质利用率降低，电容减小8， ◆-50mV3 这与图7的循环伏安曲线相一致 0 为了进一步探讨电极循环后的阻抗变化，本文 做了最优工艺条件下制得MnO2材料在第1次和第 A◆ 5次循环后的交流阻抗谱图（图9）.由图9(a)可以看 出，所有交流阻抗谱图几乎是类似的形式，均由一 0.2 0.4 0.6 0.8 0.8 口100mAg E/V 150mAg 200 mAg 0.6 ÷250mAg 图7最优工艺条件下制得nO2材料的循环伏安曲线 o30 mAg Fig.7 Cyclic voltammograms of MnO2 materials prepared 0.4 under the optimal conditions 0.2 图8为最优工艺参数下所制MO2试样在不同 电流密度下的第5次恒流充放电曲线.从图8可以 看到曲线都成对称三角形，表明所制样品具有很好 500 1000 1500 2000 时间/s 的电容特性.当电流密度依次为100、150、200、250 和300mAg-1时，所制试样的第5次放电比电容 图8 最优工艺条件下制得MO2材料的恒流充放电曲线 Fig.8 Constant current charge and discharge curves of 分别为255、170、133、105和88Fg-1,说明随着电 MnO2 materials prepared under the optimal conditions 1.5 0.50 (a) (b) ▣第1次循环后 1.0 ·第5次循环后 ◆ 0.25 0.5 口第1次循环后 第5次循环后 00.5 1.01.52.02.53.0 0.25 0.50 0.75 1.00 ReZ/n ReZ/Q 图9最优工艺条件下制得MO2材料在第1次和第5次循环后的交流阻抗谱图(a)及高频区域的放大图(b) Fig.9 EIS spectra of MnO2 materials prepared under the optimal conditions after the 1st cycle and after the 5th cycle (a)and high-frequency region of the plots (b)第 10 期 张 勇等：二氧化锰微纳米球和微米棒的制备工艺优化及性能 1357 ·· 图 6 最优工艺条件下制得 MnO2 材料的扫描电镜照片. (a) 低倍; (b) 高倍 Fig.6 SEM images of MnO2 materials prepared under the optimal conditions: (a) low magnification; (b) high magnification 图 7 最优工艺条件下制得 MnO2 材料的循环伏安曲线 Fig.7 Cyclic voltammograms of MnO2 materials prepared under the optimal conditions 图 8 为最优工艺参数下所制 MnO2 试样在不同 电流密度下的第 5 次恒流充放电曲线. 从图 8 可以 看到曲线都成对称三角形，表明所制样品具有很好 的电容特性. 当电流密度依次为 100、150、200、250 和 300 mA·g −1 时，所制试样的第 5 次放电比电容 分别为 255、170、133、105 和 88 F·g −1，说明随着电 流密度的增大，电化学极化和浓差极化增大，比容 量下降. 这主要是由于电阻损耗随充放电流的增大 而增大，致使活性物质利用率降低，电容减小 [18] . 这与图 7 的循环伏安曲线相一致. 为了进一步探讨电极循环后的阻抗变化，本文 做了最优工艺条件下制得 MnO2 材料在第 1 次和第 5 次循环后的交流阻抗谱图 (图 9). 由图 9(a) 可以看 出，所有交流阻抗谱图几乎是类似的形式，均由一 图 8 最优工艺条件下制得 MnO2 材料的恒流充放电曲线 Fig.8 Constant current charge and discharge curves of MnO2 materials prepared under the optimal conditions 图 9 最优工艺条件下制得 MnO2 材料在第 1 次和第 5 次循环后的交流阻抗谱图 (a) 及高频区域的放大图 (b) Fig.9 EIS spectra of MnO2 materials prepared under the optimal conditions after the 1st cycle and after the 5th cycle (a) and high-frequency region of the plots (b)