Mn 7C 3@C核壳型纳米粒子制备及其超级电容器电极特性

以甲烷作为碳源气体，块体锰作为原料，采用一种简单的直流电弧等离子体法成功制备了Mn 7C 3@C核壳型纳米粒子，用于高性能超级电容器的电极材料．所制备的Mn 7C 3@C核壳型纳米粒子平均直径为30~35 nm．拉曼光谱结果显示石墨碳壳具有良好的导电性．通过循环伏安、恒电流充放电及电化学交流阻抗谱对Mn 7C 3@C核壳型纳米粒子电极材料进行电化学性能分析，结果表明其具有高比电容、快速充放电等优异的电化学性能．在扫描速率为1 mV/s时，比电容最高可达185.8 F/g．同时具有良好的循环稳定性，在100 mV/s扫描速率下1 000次循环伏安测试后，比电容仍保持为最初的88%，与单纯Mn 7C 3(79%)相比，有明显提高．Mn 7C 3@C核壳型纳米粒子电极材料优异的电化学性能归因于其良好的核壳结构，富缺陷碳层具有良好的导电性，有助于离子的传输和结构的稳定，而内核Mn 7C 3主要产生赝电容，在C和Mn 7C 3的协同作用下产生双电层和赝电容双模式储能机制