超级电容器与传统储能器件相比,具有绿色无污染、功率密度高、循环寿命长等优点,被认为是最具有潜力的储能设备之一,越来越受到研究者的重视。超级电容器根据储能机理可以分为两类,即双电层超级电容器和赝电容超级电容器。超级电容器电极材料主要包括:碳材料、金属氧化物材料、导电聚合物材料等,这三类材料各有自身的优势和缺点,将材料的优势结合起来制成高比容量又低廉环保的复合材料将成为未来超级电容器材料发展的一大重要趋势。本文以改善超级电容器的电化学性能为目的,制备出掺杂量不同的复合电极材料。通过采用XRD、氮气吸附脱附测试、XPS、TEM、SEM等表征方法对材料的结构特点、外观形貌、元素组成进行了分析,并使用循环伏安法(CV)、恒流充放电法(GCD)等电化学测试手段测试了材料的电化学性能。(1)以SBA-15为模板剂,以糠醇为碳源,采用模板法合成出介孔碳,再采用原位复合法,用硝酸锰为锰源,合成出二氧化锰介孔碳的复合材料。通过XRD、TEM、SEM、XPS等技术,我们可以知道二氧化锰介孔碳复合材料中介孔没有保持有序性,同时表现出一定的石墨化,随着二氧化锰复合量的增加,有序性介孔结构越少,石墨化程度加深。对制得的复合材料的电化学性能进行了研究,当锰复合量在12.53%时,复合材料在电流密度为1A/g时的比电容达到最大,为411.9 F/g,相对于介孔碳样品有了较大的提升。经过2000次循环充放电后,电容保持率达到80%以上。(2)采用溶胶凝胶法合成出介孔氧化锰,然后再进行钴掺杂,通过改变钴离子的加入量获得了不同的样品。XRD结果表明,随着钴离子的加入,生成了Mn-Co二元尖晶石结构氧化物,未加入钴离子时,生成的氧化锰是三氧化二锰。对样品微观形貌和比表面积进行表征,结果表明氧化锰晶体呈现团聚的棒状。随着钴离子加入量的增加,团聚的棒状变为团聚的近似球形的颗粒,比表面积有了一定的提高,平均孔径逐渐变小。对样品的电化学性能进行测试,锰酸钴电极上氧化还原反应的可逆性良好,电流密度1A/g时,比电容达到614.8 F/g,同时在大电流条件下也能保持60%以上的比电容,循环稳定性较好,说明具有较好的电化学性能。