1.3.2.3  氧化镍

氧化镍的电极体系为NiO/KOH，形成赝电容时发生如下氧化还原反应：

闪星等[27]采用沉淀法得到Ni(OH)2，然后通过热处理方法得到纳米氧化镍粉末，可以得到110F/g的比容量Liu[28]通过sol—gel法制备出多孔的NiO水合物作为电极的活性物质，获得的比容量达到了265F/g。文献综述

1.3.2.4  氧化锰

本课题主要研究的对象就是氧化锰材料，氧化锰不仅具有成本低廉，毒性低，环境污染小等优点，而且其理论比容量可以达到较高的1100~1300F/g，用其作为超级电容器电极材料引起大家的广泛关注。

氧化锰主要靠赝电容来提供容量，当电压合适时，质子或者其他阳离子的吸附以及氧化锰本身通过在 (Ⅱ)， (Ⅲ)  (Ⅳ)价态下发生过度也起到了重要作用。其基本原理可以用如下公式来表示：

其中，C+表示电解质中质子或者碱金属阳离子。

以MnOx为主的电极材料除了可以通过氧化还原反应储存能量外，也呈现出与非法拉第电容类似的矩形CV图像，如图1—3所示：

图 1-3 氧化锰循环伏安图[24]

根据相关文献，氧化锰的赝电容性能会受到电极材料的物理性质（如微观孔洞和表面形态）和化学性质（如猛的化合价）的影响。目前，可以通过改变材料表面形态控制电极的循环稳定性，通过改变金属化合价来提高电极材料的容量。

根据文献记载，氧化锰的结晶度、晶型结构、形态，电极材料的厚度、比表面，化学因素等均会对其电化学性能造成影响[1]。

（1） 结晶度：跟RuO2相似，当MnO2结晶度过高时，会造成质子吸附受到限制，虽然结晶度良好时会具有较好的导电性，但却会导致表面的损失。另外，当结晶度较低时会产生一个较好的多孔疏松的结构，但材料的导电性会受到限制。为了克服这一问题，可以进行退火处理电极材料。经过这一处理的材料在较快的扫描速度下的容量比较高[29]。

（2） 晶型结构：结晶化的氧化锰的晶型结构包括α-，β-，γ-，δ-MnO2.其中α-，β-，γ- MnO2呈现隧结构，δ-MnO2具有更为开放的结构，如图1-4所示。因为晶型结构会影响电解质的扩散能力，所以可以通过合成出适当的MnO2结构来获得最佳的电化学性能。 

图1-4不同结构氧化锰示意图[30]

（3） 形态：材料表面形态的不同会严重影响其比表面，进而显著影响容量。根据相关文献，合成出来的MnO2形态包括纳米线[31]，纳米棒[32]，纳米条带[33]，纳米花束[34]等，具有最好比容量的MnO2通常是一维纳米结构的。

（4） 电极材料厚度：由于MnO2导电性较差，电极的比容量随着电极材料的厚度增加会发生衰减。较薄的MnO2材料虽然有利于离子传输和跟电解液的接触，但也会使得材料在单位面积上的生长质量减少，不利于体现工业化价值。

（5） 比表面及孔洞结构：比表面积越高则发生法拉第反应的位点越多，赝电容的比容量也越高。也就是金属氧化物的比容量会随着比表面的提高而增加[35]。材料的多孔结构可以提供电解质中离子的传输通道，降低电化学极化以及可能发生的Mn溶降现象，并且通过降低材料内部应力维持材料结构上的稳定，以此来提高电极循环寿命[36]。

（6） 化学因素：存在物理或化学键的水分子有利于电解质的运输，通过后续热处理的方法降低水分子可以使得电极的电阻增大，使得整体的比电容降低[37]。另外，整体的比电容也受到Mn的氧化价态的影响。来~自^751论+文.网www.751com.cn/ 氧化锰基多层次复合纳米结构的制备及其电化学性能的研究(5):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_75692.html