能源,对于人类来说一直是一个重要的问题。不断增长的人口和经济发展,提高了化石燃料的消耗,导致大量的温室气体排放、气候变化,造成环境问题。生产和储存不同类型能量的替代方式正在成为人类亟待完成的使命。可再生能源,因其低成本和环境友好特性是最具吸引力的方式之一。以可持续的方式利用可再生能源的关键问题是如何有效地储存能量并满足需求。因此,能源存储设备的重要性在最近得到了认可。随着便携式电子设备的发展,柔性电子产品吸引了人们的巨大兴趣。已经做出了许多努力来制造柔性装置,比如笔记本电脑、平板电脑、智能手机、可折叠显示器、人造电子皮肤、可弯曲的晶体管、电子文件和军事设备。电化学电容器(ECs)也被称为超级电容器,尤其是具有柔性电极的超级电容器,由于其独特的高功率密度特性、长寿命和优异的速率能力引起了极大的关注,满足下一代电子设备,尤其是可穿戴设备的具有更高能量和功率密度的薄、轻、灵活的要求。本研究的目的是通过简单的单步水热法,在不使用任何表面活性剂的情况下,合成用于超级电容器柔性电极的不同种类的锰氧化物纳米结构,例如纳米颗粒,纳米棒,纳米线,纳米片。并为超级电容器应用开发高效电极材料。锰氧化物主要集中在MnO2、Cu0.45Mn0.55O2、Mn3O4和rGO-Mn3O4,作为赝电容的柔性电极,以增强它们的能量储存特性。锰氧化物的选择是由于其原材料的低成本和环境友好特性以及其高的理论比电容和良好的循环特性。合成的样品通过多种技术进行了表征,包括:场发射扫描电子显微镜(FESEM),透射电子显微术(TEM),高分辨率透射电子显微术(HRTEM),能量色散x射线光谱术(EDX),选定区域电子衍射(SAED),x射线衍射(XRD),x射线光电子能谱术(XPS),傅里叶变换红外光谱术(FTIR),拉曼光谱术(RS),以及CHI660D电化学工作站。由于碳纺织物(CT)的独特性质,如高导电性、优异的机械灵活性、高强度、高化学稳定性和低成本以及轻重量等,CT被选用作柔性电极的一种灵活的传导基质,研究活性材料的电化学性能。三维(3D)多孔结构,粗糙质地,对高质量负荷密度的活性物质的直接生长很有优势。通过一个简单的单步水热法直接在碳纺织物表面上生长了三维MnO2纳米棒阵列(NRF)网状结构(MnO2-NRF@CT)。其具有分级多孔结构,为无粘结剂的超级电容电极材料。尽管在制造电极的过程中,粘结剂是传统的浆料铸造方法的必要添加剂,因其具有绝缘性和电化学不活跃的特性,它降低了导电率,防止离子进入活性物质表面,并增加活性物质的极化。基于碳纺织物的无粘结电极,其独特的优点胜过了浆料法。它可以提供大量的电化学活性位点、较高的表面积与体积比,优越的离子扩散,较小的电阻,和更快的电子迁移率,导致了循环性能的显著改善。Mn02-NRF@CT多孔结构作为超电容器电极,具有优异的电化学性能(961 Fg-1在1 mol/lNa2SO4电解液中)。在5000次循环后达到92%的初始电容,显示出良好的电容保留率。Cu0.45Mn0.55O2复合物,在3000个充放电循环后,在1mAcm-2的电流密度情况下,其复合电容提高到983 Fg-1,并保持90%的电容保留率。用热液法成功地合成了方形的Mn3O4纳米结构,没有使用任何表面活性剂,也达到了355.5 Fg-1特定电容。通过将还原氧化的石墨烯(rGO)加入到Mn3O4纳米结构中,其电容得到了进一步的改善。rGO-Mn3O4,在1.0 Ag-1的时候显示了457 Fg-1的高比电容,在5000次循环之后,它的电容保留率为91.6%。