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超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件。与传统静电电容器相比，超级电容器具有更高的能量密度；与电池相比，具有更大的功率密度。超级电容器具有瞬间释放大电流、充放电效率高、循环寿命长等特点。在移动通信、信息技术、消费电子、电动汽车、航空航天和国防科技等领域具有重要和广阔的应用前景，在世界范围内引起了极大关注。
超级电容器的研究，主要集中在高性能电极材料和电极的制备上。MnOx由于其资源广泛、价格低廉、具有多种氧化态、电化学窗口较宽、环境友善这些特点而倍受人们的关注，是发展超级电容器极具潜力的候选电极材料。MnOx可以通过化学法和电化学法合成。但是其中有些方法存在高能耗、条件苛刻、操作复杂、不利于大量生产等一些缺点。化学沉淀法具有低能耗、条件可控、制备工艺简单以及高的生产可选择性等优点。现已有很多关于化学共沉淀法制备MnO2的报道。但是到目前为止，这方面的研究还不完善，该法制备的MnOx材料主要存在比电容值不高，循环性能差的缺点，因而不能很好的用于超级电容器电极材料。
本文以MnOx作为超级电容器电极材料为研究对象，选用化学沉淀法合成出MnOx基材料，并对其进行电化学性能测试和结构表征，筛选出各方面性能具佳的MnOx基材料。主要研究内容和创新点如下：
1.采用化学沉淀法制备了MnOx材料。在前人的基础上对制备工艺进行了优化，重点研究了体系的pH值及热处理对产物的结构及性能的影响，并借助SEM、XRD、TG-DTA、CV、EIS和恒电流充放电等手段对材料进行了结构及电化学性能表征。结果表明，体系的pH值及热处理对产物的结构及电化学性能有很大的的影响。弱酸性体系制备的MnOx材料具有以下特点：好的晶化程度和电化学稳定性，相对较小的比电容量；而弱碱性体系制备的MnOx材料的特点则是：较差的晶化程度和电化学稳定性，相对较大比电容量。对于弱酸、弱碱性体系，热处理都可以提高材料的晶化程度和电化学性能。根据试验结果，弱酸性体系制备的且经过热处理的MnOx材料电化学性能较好。在5mV·s-1 扫描速率下，6mol·L-1KOH电解液中具有最大的比电容：266F·g-1，类比文献报导的比电容值150～250F·g-1，提高了10.4～77.3％。同时，该电极材料显示了较好的电化学可逆性及较长的循环寿命，说明该材料是较理想的超级电容器电极材料。
2.采用化学沉淀法在合成MnOx基材料的基础上进行化学掺杂，分别合成MnOx/AB复合材料和MnOx/NiO复合材料。对制备工艺进行了优化，重点研究了配比对材料结构及性能的影响，并借助SEM、XRD、CV、恒电流充放电和EIS等手段对材料进行了结构和电化学性能表征。
结果表明，在MnOx材料中掺入恰当比率的AB或NiO都可以提高材料的电化学性能。对于MnOx/AB复合材料，当掺入AB的质量分数为30％时，复合电极材料显示了很好的电化学性能。在5mV·s-1扫描速率下，6mol·L-1 KOH电解液中具有最大的比电容：240F·g-1，类比文献报道的大多数同类材料即MnOx/碳素复合材料的比电容值160～230F·g-1提高了4.3～50.0％。同时，该复合电极材料显示了很好的电化学可逆性及较长的循环寿命；对于MnOx/NiO复合材料，当掺入NiO的质量分数为20％时，复合电极材料显示了很好的电化学性能。在5mV·s-1扫描速率下，6mol·L-1KOH电解液中具有最大的比电容：465.8F·g-1，是较可观的数值。同时，该复合电极材料显示了好的功率特性和电化学稳定性。由此可见，这两种材料适合作为超级电容器的电极材料。
超级电容器的研究，主要集中在高性能电极材料和电极的制备上。MnOx由于其资源广泛、价格低廉、具有多种氧化态、电化学窗口较宽、环境友善这些特点而倍受人们的关注，是发展超级电容器极具潜力的候选电极材料。MnOx可以通过化学法和电化学法合成。但是其中有些方法存在高能耗、条件苛刻、操作复杂、不利于大量生产等一些缺点。化学沉淀法具有低能耗、条件可控、制备工艺简单以及高的生产可选择性等优点。现已有很多关于化学共沉淀法制备MnO2的报道。但是到目前为止，这方面的研究还不完善，该法制备的MnOx材料主要存在比电容值不高，循环性能差的缺点，因而不能很好的用于超级电容器电极材料。
本文以MnOx作为超级电容器电极材料为研究对象，选用化学沉淀法合成出MnOx基材料，并对其进行电化学性能测试和结构表征，筛选出各方面性能具佳的MnOx基材料。主要研究内容和创新点如下：
1.采用化学沉淀法制备了MnOx材料。在前人的基础上对制备工艺进行了优化，重点研究了体系的pH值及热处理对产物的结构及性能的影响，并借助SEM、XRD、TG-DTA、CV、EIS和恒电流充放电等手段对材料进行了结构及电化学性能表征。结果表明，体系的pH值及热处理对产物的结构及电化学性能有很大的的影响。弱酸性体系制备的MnOx材料具有以下特点：好的晶化程度和电化学稳定性，相对较小的比电容量；而弱碱性体系制备的MnOx材料的特点则是：较差的晶化程度和电化学稳定性，相对较大比电容量。对于弱酸、弱碱性体系，热处理都可以提高材料的晶化程度和电化学性能。根据试验结果，弱酸性体系制备的且经过热处理的MnOx材料电化学性能较好。在5mV·s-1 扫描速率下，6mol·L-1KOH电解液中具有最大的比电容：266F·g-1，类比文献报导的比电容值150～250F·g-1，提高了10.4～77.3％。同时，该电极材料显示了较好的电化学可逆性及较长的循环寿命，说明该材料是较理想的超级电容器电极材料。
2.采用化学沉淀法在合成MnOx基材料的基础上进行化学掺杂，分别合成MnOx/AB复合材料和MnOx/NiO复合材料。对制备工艺进行了优化，重点研究了配比对材料结构及性能的影响，并借助SEM、XRD、CV、恒电流充放电和EIS等手段对材料进行了结构和电化学性能表征。
结果表明，在MnOx材料中掺入恰当比率的AB或NiO都可以提高材料的电化学性能。对于MnOx/AB复合材料，当掺入AB的质量分数为30％时，复合电极材料显示了很好的电化学性能。在5mV·s-1扫描速率下，6mol·L-1 KOH电解液中具有最大的比电容：240F·g-1，类比文献报道的大多数同类材料即MnOx/碳素复合材料的比电容值160～230F·g-1提高了4.3～50.0％。同时，该复合电极材料显示了很好的电化学可逆性及较长的循环寿命；对于MnOx/NiO复合材料，当掺入NiO的质量分数为20％时，复合电极材料显示了很好的电化学性能。在5mV·s-1扫描速率下，6mol·L-1KOH电解液中具有最大的比电容：465.8F·g-1，是较可观的数值。同时，该复合电极材料显示了好的功率特性和电化学稳定性。由此可见，这两种材料适合作为超级电容器的电极材料。