【摘 要】
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本论文成功制备了多种锰基氧化物超级电容器电极材料。锰氧化物在氧化还原反应中因结晶不稳定、体积膨胀和严重聚集等固有缺陷,使得有些锰氧化物循环寿命短、比电容低、导电性差。因此本论文设计了锰氧化物的形貌和结构,或者将锰氧化物与导电性好的材料（如碳材料）复合从而改善其电化学性能及其循环稳定性。具体实验内容分为三个部分:（1）用两步水热法快速高效的合成了一种可用于大规模生产、具有特殊形貌的Mn3O4超级电容
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本论文成功制备了多种锰基氧化物超级电容器电极材料。锰氧化物在氧化还原反应中因结晶不稳定、体积膨胀和严重聚集等固有缺陷,使得有些锰氧化物循环寿命短、比电容低、导电性差。因此本论文设计了锰氧化物的形貌和结构,或者将锰氧化物与导电性好的材料（如碳材料）复合从而改善其电化学性能及其循环稳定性。具体实验内容分为三个部分:（1）用两步水热法快速高效的合成了一种可用于大规模生产、具有特殊形貌的Mn3O4超级电容器电极材料,成功将20～30 nm的Mn3O4小颗粒锚定在了500～600 nm的Mn3O4纳米针上,当电流密度为0.5 A g-1时,其比电容可达到233.41 F g-1,当电流密度为20 A g-1时,比电容仍然保持为0.5 A g-1时的71%,经过反复充放电10000次后仍可以保持初始电容的108.4%。纳米粒子与纳米针的协同效应增强了材料的电活性位点,提高了材料的稳定性和比电容。（2）利用共沉淀法以Mn3O4纳米材料为起始原料与多巴胺溶液超声混合均匀后在N2氛围下以400°C、500°C、600°C、700°C煅烧获得Mn O/C复合材料,并探究在不同温度下形成的Mn O/C纳米材料的差异,发现随着煅烧温度的升高,材料出现了明显的团聚,煅烧的最佳温度为400°C,此时Mn O/C是分散均匀的细长纳米线结构,电流密度为1 A g-1,Mn O/C纳米线的比电容可达到356 F g-1,在20 A g-1的大电流密度下比电容为258.2 F g-1,保持为1 A g-1时的73%,同时在经过反复充放电5000次后仍保留106%的初始电容。（3）利用Mn3O4为起始原料,经过进一步酸化处理,形成均一稳定的α-Mn O2纳米针结构,进一步改善了电子和离子的传输和导电性使之呈现出良好的比电容。在电流密度为1 A g-1时比电容可达到336.5 F g-1,在20 A g-1的大电流密度下比电容为209.7 F g-1,保持为1 A g-1时的63%,同时在经过反复充放电5000次后仍保留98%的初始电容。
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