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内容简介

《二氧化锰基超级电容器：原理及技术应用》内容涉及超级电容器研究现状、氧化锰基电容器性能主要影响因素、二氧化锰电极材料的制备与应用等，重点介绍了不同形貌的二氧化锰与碳材料、导电聚合物、金属氧化物等复合结构电极材料的制备方法和相关性能。此外，还介绍了新近发展起来的微型电容器，内容涉及当前二氧化锰超级电容器前沿的发展状况。

作者简介

　　张育新，1978年6月生，2000年和2003年分别获得天津大学化工学院学士和硕士学位，2003－2008年新加坡国立大学博士＆博士后，2009年加入重庆大学，2014年评为教授，2016年材料＆化工双聘博士生导师。2016入选重庆科技创新领军人才。

内页插图

目录

1 绪言 1
1.1 超级电容器研究现状 1
1.2 超级电容器原理 5
1.3 超级电容器电极材料分类 6
1.4 氧化物超级电容器 8
1.5 二氧化锰的基本性质 8
1.6 二氧化锰晶型 9
1.7 锰资源现状及产业概述 11
1.8 锰电解产品 14
1.8.1 金属锰 14
1.8.2 二氧化锰 16
1.8.3 高锰酸钾 20
2 氧化锰基超级电容器的主要影响因素分析 22
2.1 晶型 22
2.2 形貌结构 25
2.3 导电性 26
2.4 负载量 27
2.5 电解质 27
2.5.1 电极界面电极-电解质模型 28
2.5.2 水系电解质 30
2.5.3 有机电解质 31
2.5.4 离子液体电解质 32
2.5.5 固态聚合物电解质 38
2.5.6 氧化还原电解质 38
2.5.7 自放电 39
2.5.8 产业化 40
参考文献 40
3 二氧化锰纳米结构电极材料的制备及应用 41
3.1 硬模板法 41
3.2 软模板法 60
3.3 无模板法 69
3.3.1 水热/溶剂热法 69
3.3.2 溶胶-凝胶法 84
3.3.3 微波法 90
3.3.4 电沉积法 102
3.3.5 电纺丝法 107
参考文献 114
4 二氧化锰复合电极材料的制备及应用 120
4.1 二氧化锰-碳复合电极材料 120
4.1.1 二氧化锰-碳纳米管 120
4.1.2 二氧化锰-石墨烯 127
4.1.3 二氧化锰-多孔碳 132
4.1.4 介孔碳-MnO2复合纳米材料的结构表征 138
4.1.5 二氧化锰-碳纤维 145
4.1.6 二氧化锰-碳球 164
4.1.7 二氧化锰-碳气凝胶 171
4.2 二氧化锰-导电聚合物 179
4.2.1 二氧化锰-PANI 179
4.2.2 二氧化锰-PEDOT 186
4.2.3 二氧化锰-PPy 192
4.3 二氧化锰-导电金属 198
4.3.1 二氧化锰-贵重金属（Au，Ag） 199
4.3.2 二氧化锰-过渡金属 205
4.3.3 二氧化锰-泡沫镍 212
4.4 二氧化锰-金属氧化物/氢氧化物 220
4.4.1 MnO2-Co3O4 220
4.4.2 MnO2-NiO/Ni(OH)2 225
4.4.3 NiOaMnO2核壳结构复合材料的制备、表征及电化学特性 226
4.4.4 MnO2-TiO2 234
4.4.5 MnO2-ZnO 242
4.4.6 刻蚀CuOaMnO2核壳结构制备MnO2纳米管及其电化学性能研究 248
4.5 二氧化锰-其他过渡族氧化物 266
4.5.1 MnO2-SnO2 267
4.5.2 MnO2-CuO 276
4.5.3 (BiO)2CO3aMnO2复合材料的制备及电化学性能研究 286
4.5.4 Bi2O3aMnO2复合材料的制备及电化学性能研究 294
4.6 二氧化锰-双金属氧化物/氢氧化物 302
4.6.1 MnO2-CuCo2O4 303
4.6.2 MnO2-Co2AlO4 311
4.6.3 MnO2-NiCo2O4 320
4.6.4 MnO2-ZnAl-LDO 330
4.6.5 MnO2aCoAl-LDH 335
参考文献 343
5 二氧化锰微型电容器 361
5.1 石墨烯/二氧化锰微型超级电容器 362
5.2 镍/二氧化锰微型超级电容器 364
5.2.1 镍/二氧化锰电极制备 364
5.2.2 结果与讨论 365
5.3 二氧化锰/导电聚合物/碳纳米管微型超级电容器 366
参考文献 369
6 总结及展望 370
索引 373

前言/序言

超级电容器比传统电容器具有更高的电容和能量密度，比电池具有更高的功率密度，具有广阔的应用前景。
过渡金属氧化物是超级电容器常用的电极材料之一，其电化学性能良好，不但有电极／电解液上电荷分离产生的双电层电容，还有由快速、高度可逆的化学吸附／脱附和氧化／还原反应产生的法拉第电容。其中二氧化锰（Mn02）的储量丰富、价格低廉，不但电化学性能优良，而且对环境友好，近年来在超级电容器电极材料的研究中备受关注。
作者所在重庆大学材料科学与工程学院多维度自组装纳米结构课题组，在国内二氧化锰专家、陕西师范大学刘宗怀教授等的帮助和关心下，在超级电容器探索和研究中有所突破，并取得了若干新成果，特编著本书，以总结多年科研工作及当前世界二氧化锰最新科研成果，以飨读者。
本书内容涉及超级电容器研究现状、二氧化锰基电容器性能主要影响因素、二氧化锰电极材料的制备与应用等，重点介绍了不同形貌的二氧化锰与碳材料、导电聚合物、金属氧化物等的复合结构电极材料的制备方法和性能。此外，还介绍了新近发展起来的微型电容器，内容涉及当前二氧化锰超级电容器最前沿的发展状况。
本书最大的特点：①内容全面，简明扼要地介绍了二氧化锰自组装纳米结构在超级电容器的应用研究中诸多最新的科研成果，对二氧化锰基超电级电容器研究有重要的参考价值；②关注超级电容器领域的成果对未来人们生活的深远影响；③坚信储能材料科学将对其他学科的纵深发展提供有利支持。
本书由张育新编写第1章和第4章，刘晓英编写第2章和第3章，董帆编写第5章和第6章，最后由张育新审校定稿。刘晓莉、张燕、陈浩、王小、彭辉华、何怡、姜德彬、李敏、王恬、乐秋建、李凯霖、孙庆、肖玉、单乾元等研究生参与了文字和图片的整理工作。
谨以本书献给广大读者，期待本书能够为储能材料及相关领域科研工作者及学生们提供一些有益的帮助！由于水平有限，书中难免有疏漏或不妥之处，恳请广大读者批评指正。

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