王子寒，潘 双，王 冰，唐立丹，刘 亮，齐锦刚

(辽宁工业大学 材料科学与工程学院，辽宁 锦州 121000)

0 引 言

超级电容器以其优异的功率密度、能量密度和长周期寿命被广泛应用于各种机械设备中，包括混合动力汽车、消费电子产品、医疗电子产品和军事导弹系统[1-3]。二氧化锰(MnO2)作为一种理想的超级电容器电极材料，因其资源丰富、环境友好、价格低廉、理论电容高等优异的性能而受到广泛关注[4-6]。

Mn是一种常见的变价金属元素，在自然界中主要以氧化物的形式存在，其中MnO2具有优良的物理化学性能，但MnO2的电导率和循环性能较差[7]。因此，为了使MnO2的性能最大化，研究学者提出，通过掺杂和包覆等手段处理MnO2，可以提高其电化学性能[4]。Dubal等[5]采用阳极沉积法制备了Mn-Fe混合氧化物，获得了273 F/g比电容的复合材料。Jiang等[6]通过水热法成功合成了Co3O4@MnO2纳米阵列，在5 mA/cm2的电流密度下，该复合材料的最大比电容为21.72 F/cm2，循环5 000次后，电容保持初始值的94%。但迄今为止，几乎没有研究组引入外加脉冲电磁场来制备、研究和讨论MnO2电极。

本文以高锰酸钾、硫酸锰和硝酸铝为原料，通过水热法制备Al-MnO2复合材料。实验结果表明，掺Al能改变MnO2的结构，获得理想的赝电容特性。为了进一步优化MnO2的性能，提出了脉冲电磁场与水热法相结合制备高性能Al-MnO2的新方法。实验中利用磁场效应改变溶液离子的运动方式，使离子有规律的取向运动，从而改变了样品的微观形貌和性能。该方法实验条件简单，成本低。在原实验的基础上，引入脉冲电磁场成功合成了理想的三维Al-MnO2复合材料，获得了具有较大比电容的超级电容器电极材料。……