超级电容器是一种能量储存设备,其具有功率密度高、循环寿命长等优点,具有潜在的补充和取代电池的能力,但是超级电容器面临的关键限制因素是其能量密度低[1,2]。为了提高其能量密度,研究者开发了赝电容电极材料以及设计了新的纳米结构材料[3-5]。虽然这些工作提高了超级电容器的电容值,但是其能量密度依然低于电池的能量密度。超级电容器的能量密度正比于其工作电压的平方和电容值。我们的工作主要集中在设计赝电容材料的结晶结构、形貌和尺寸来提高电容值,从而提高超级电容器能量密度。我们系统研究了MnO2、CuO、Cu2O、Cu(OH)2、LiM n2O4、Fe2O3、Fe3O4、FeOOH、Co3O4、Co(OH)2等材料的结晶特性对电容性能的影响[3,6,7]。例如,我们的研究结果指出MnO2超级电容器的Faradaic活性顺序是α->γ->β-MnO2,表现在结晶形貌上是wire-like>rod-like>plate-like的MnO2[3]。根据MnO6八面体单元不同的构筑形式,MnO2可以结晶成不同的多形态,这也使得MnO2具有不同尺寸的隧道结构。这些隧道结构的大小影响电解液离子的在电化学反应中的扩散,从而控制MnO2的电容性能。