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超级电容器又称电化学电容器,黄金电容器,是一种新型储能元件,它不仅功率密度高,循环寿命长,并且对环境友好,绿色无污染。在电动汽车、电子通讯等方面具有广阔的应用前景,电极材料的性能是影响电容器性能的关键因素,因此制备出具有电容量大,循环稳定性良好等高性能的电极材料是超级电容器的研究重点。近年来,锰氧化合物由于其具有理想的理论电容量及其他电化学性能而被广泛用于超级电容器电极材料。四氧化三锰(Mn3O4)在常温下只有单一的黑锰矿结构,并且微观结构可控,是作为超级电容器潜在的电极材料之一。然而,由于锰氧化物的导电性较差,限制了其在此方面的进一步发展。目前,将Mn3O4与导电性良好的碳材料进行复合,是提高Mn3O4电化学性能的重要手段。导电炭黑作为一种导电性良好,可以大规模工业化制备,并且廉价,环境友好的碳材料,已被广泛用于超级电容器电极材料及锂离子电池的导电添加剂。本论文试图将Mn3O4直接生长在导电炭黑表面,得到Mn3O4/CB复合材料,通过SEM,XRD等表征手段对材料的微观结构进行分析,并利用循环伏安法,恒电流充放电和交流阻抗等方法材料的电化学性能进行表征。结果发现,Mn3O4/CB复合材料在0.1A/g电流密度下,得到720F/g电容量,在30A/g高电流密度下进行5000圈长时间充放电循,电容保持率为91.6%。为了进一步提高Mn3O4/CB复合材料的性能,我们加入一定量的石墨烯,得到Mn3O4/G/CB复合材料。并研究了在不同的石墨烯、炭黑比例下,Mn3O4/G/CB复合材料的电化学性能,结果发现,石墨烯与炭黑的质量比2:1时来生长Mn3O4能获得最大的比容电量(0.1A/g,661F/g),及最好的循环稳定性(30A/g电流密度下进行5000圈充放电循环后,电容量保持率为69.2%)。通过以上实验,我们得出结论,单独加入炭黑对于提高Mn3O4的电容量和循环稳定性有显著效果,而同时加入炭黑和石墨烯的效果不如单独加入炭黑效果理想。