过渡金属氧化物中的MnO2虽然价格低廉、环境友好，理论上有着高容量，能够在超级电容器电极材料应用上有着广阔的前景，但是其本身作为一种半导体，自身内阻比较大，单一的MnO2组装成的超级电容器无法满足当今社会对能量的需求。因此，通常会在其中添加其他具有良好导电性的材料来提高电极整体的电化学性能，这也是本课题所主要研究的内容。67480

1  纳米机构碳—氧化锰复合体系

纳米碳结构通常包括碳纳米管、石墨烯、纳米石墨片、碳气凝胶等，由于其本身具有的比表面积大且多孔性使得其常被用于制作超级电容器的电极。另外，该种材料具有较高的导电性，可以用其充当MnO2中的导电添加剂。尽管碳材料本身具有的比电容比较低，但当其与MnO2形成复合结构后，电极整体的比容量通常跟碳材料含量成正比，这主要是由于纳米碳材料可以有效地增大MnO2的比表面，提高电极与电解液的接触性，进而使得整体的电化学性能得到改善。然而，对于同一种复合体系，采用的制备工艺不同，得到的材料性能也不同。例如，采用不同方法制备出来的碳纳米管由于其缺陷密度存在差异，导致了其电阻不同，从而使整体的电化学性能受到影响。论文网

使用纳米碳制备出的MnO2复合电极往往由于沉积的 MnO2质量过低，导致在单位面积上有效的物质含量过少，影响了其商业应用。

2  导电聚合物—氧化锰复合体系

通常使用聚邻苯二甲、聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等复合MnO2，通过某种方法将薄层结构的MnO2覆盖与导电聚合物上，制备成电极材料，这样可以提高电极的导电性，化学稳定性，机械强度和MnO2电极的韧性。纳米结构的表面形态控制是制备该复合电极的关键，通常可以采用物理方法或者化学方法进行涂覆，将导电聚合物充当基底[38]，而MnO2可以作为整个体系的有效成分，为该体系提供较高的赝电容。

3  金属氧化物—氧化锰复合体系

由于氧化锰的电导率远低于SnO2，Co3O4等氧化物的电导率，因此常用此类氧化物材料充当芯部材料，在其外层生长MnO2来形成复合提供，提高电极的电化学性能。

庞旭等[39]利用化学液相法制备出MnO2/Sn复合材料。当其中Mn：Sn的摩尔比为50：:1时，电极材料的比容量可以高达293F/g，与之前未掺杂相比提高了64.6%，容量的保持能力也较好。

李兵红等[40]使用化学共沉积方法制备出了掺杂CeO2的MnO2复合材料，当掺杂10%的CeO2时具有的电容及循环稳定性最好，电极的比容量可以达到258F/g，在循环500次后，其容量仅衰减1.18%。

Liu等[41]首先利用水热法在不锈钢片上生长出Co3O4纳米线，再使用葡萄糖浸渍合成出的纳米线，在氩气中经过高温处理后，Co3O4纳米线表面上生长出一薄层无定型碳，利用碳层和KMnO4反应产生MnO2薄片。在LiOH电解液中，在2.7A/g的充放电电流下，该复合体系的比容量可以达到470F/g。