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超级电容器是一种介于电池和静电电容器之间的高效能量储存装置,其所使用的电极材料是整个系统的核心,它直接决定了电容器的整体性能。电极材料的性能取决于其微观结构、表面形貌、电导率、比表面积等因素。本论文针对几种电极材料的不足之处,从表面状态、结构形貌和比表面积等方面对其进行优化,并探讨了这些因素对电极材料电容性能的影响机理。具体的研究内容如下:1.开展了模板法合成介孔碳的制备工艺和硝酸活化对介孔碳孔道结构、形貌、表面状态及电容性能的影响的研究。结果表明,超声辅助活化大幅提高了活化速率及效率,同时在其表面引入了大量的羰基、羧基等含氧官能团,增加了介孔碳表面在水系电解液中的浸润性,降低了电极材料的内阻;经超声辅助活化后的介孔碳在中性和碱性电解液中,比电容最高分别为178.8F/g及233.4F/g,并具有良好的倍率特性和循环稳定性;而组装成对称超级电容器后,其能量密度和功率密度相较于活化前均显著提高。2.研究了热处理温度及外加磁场对MnO2电极材料的晶型、微观结构、形貌和电化学性能的影响。研究表明,热处理温度升高会显著影响MnO2的晶型结构、微观形貌、比表面积,并大幅提高MnO2的电化学性能。而引入外加磁场后,随着磁场强度增大,水钠锰矿相MnO2形核率不断增加,导致其花状纳米球直径减小和比表面积增大;其中,当磁场强度为3.2m T时,MnO2电极具有最优的电容性能,其比电容最高达493.0F/g,且连续充放电循环1000次后比电容保持率为95.6%。3.研究了表面活性剂（SDS、PEG、CTAB）及外加磁场对Co3O4电极材料的微观结构、形貌和电容性能的影响。研究表明,表面活性剂对其表面形貌产生了巨大的影响。当添加CTAB时,Co3O4电极具有最优的电容性能。而引入外加磁场后,Co3O4纳米线之间的团聚程度明显降低,且纳米线的长度和直径不断增加;其中,当磁场强度为9.5m T时,Co3O4电极具有最优的电容性能,比电容最高达970.8F/g,且连续充放电循环1000次后比电容保持率为93.7%。4.研究了介孔碳添加量及外加磁场对Co3O4/介孔碳复合材料的微观结构、表面形貌和电化学性能的影响。研究表明,介孔碳有效抑制了Co3O4纳米线之间的团聚,且以嵌入的形式存在于Co3O4薄膜的致密层中,而磁场的引入大幅提升了Co3O4/介孔碳复合材料的电容性能;其中,当添加介孔碳质量为0.005g时,其比电容最高达1496.9F/g,且具有优异的倍率特性,并在1000次循环后比电容保持率为96.7%。