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超级电容器由于具有功率密度高和循环寿命长等诸多优点,近年来成为电化学储能领域的研究热点。超级电容器是一种介于二次电池和普通物理电容器之间的一种新型的电化学储能器件,其电化学电容性能在很大程度上取决于其电极材料的性能。基于国内外电化学电容器电极材料研究现状,论文较有新意之处是从元素取代和改变Ca:Mn摩尔比对电容性能的影响出发对Ca3Mn2O7、CaMn2O4和ABO3型钙钛矿双金属氧化物CaMnO3的储能机理和电容性能进行了对比研究。鉴于柔性超级电容器在便携式电子产品中潜在的重大应用价值,论文对非对称柔性超级电容器的制备进行了探索,初步实现了将不导电的棉布制成导电的柔性电极基体。在此基础上,制备出了非对称柔性全固态电容器,并对其电化学性能进行了表征。论文的主要内容如下:(1)采用柠檬酸盐法制备了CaMnO3粉体材料,分析了烧结后不同冷却速度对CaMnO3物相、形貌及电化学电容性能的影响。结果表明烧结后采用随炉冷方式制备的CaMnO3物相较水冷的电极材料更纯且粒径尺寸较大,采用快速水冷方式制备的电极材料物相中含有少量的CaMnO2.5,电化学测试结果表明烧结后通过快速水冷方式制备的电极材料具有较高的电化学电容性能,在进行充放电时,以1 A g-1的电流密度充放电时水冷和随炉冷电极材料的比容量分别为503 F g-1和380 F g-1,两者在1500次充放电循环后比电容保持率仅为30.44%和38%,循环性能都有待大幅提高。(2)将柠檬酸盐法制备的Ca3Mn2O7和CaMn2O4粉体作为电极活性材料,当Ca3Mn2O7电极在1 A g-1的电流密度充放电时获得的比容量仅为119 F g-1,相同条件下的CaMn2O4电极材料的比容量可以达到441 F g-1,在1 A g-1的电流密度下Ca3Mn2O7和CaMn2O4在经过1500次充放电循环后比电容保持率分别为51%和32%,相同实验条件下不同金属元素比例钙锰双金属氧化物的电容性能的关系为:水冷CaMnO3>CaMn2O4>随炉冷CaMnO3>Ca3Mn2O7。(3)采用柠檬酸盐法制备了CaCoO2.5和CaFeO2.5粉体材料,观察发现CaCoO2.5电极材料成片状均匀分布,CaFeO2.5电极材料成球状且大量团聚,电化学结果表明:CaCoO2.5在1 A g-1的电流密度充放电时的比容量能够达到440 F g-1而CaFeO2.5的比电容仅为220 F g-1,在1 A g-1的电流密度充放电1500次后,CaCoO2.5的比电容保持率为70.88%,循环性能较为优异,而CaFeO2.5在相同条件下的比电容保持率只有15.01%。相同实验条件下不同过渡族金属掺杂的双金属氧化物的电容性能的关系为:水冷CaMnO3>CaCoO2.5>随炉冷CaMnO3>CaFeO2.5。(4)将CaMnO3担载于柔性导电布上,制备成非对称柔性超级电容器,电化学结果表明:超级电容器在功率密度为750 W kg-1时能量密度可以达到为17.9 Wh kg-1,体现出较为优异的电化学性能。