中文摘要：

本项目主要研究碳纳米管(CNT)与纳米NiOx、CoOx和MnOx三种过渡金属氧化物(MeOx)的复合材料CNT/MeOx及基于它们的超大容量离子电容器.应用溶胶- - 凝胶法和化学沉淀法制备两相分布均匀的CNT/MeOx; 通过XRD、SEM、TEM、XPS等分析其成分、结构和形貌;四探针法和氮气吸附法测试CNT/MeOx的电阻率和比表面积; 恒流充放电法、循环伏安法、交流阻抗法等测试基于CNT/MeOx的超大容量离子电容器的储电性能;利用CNT的逾渗效应,得到导电性能良好的CNT/MeOx;另外借助高比表面积碳纳米管的模板作用并优化制备工艺,使CNT/MeOx具有优化的微结构和高比表面积,从而改善这一复合电极材料的电荷交换特性,延长其使用寿命,提高比电容量. 借助计算机模拟,重点研究CNT/MeOx的微结构及界面电荷传递特性,探求其赝电容形成机理.该项目具新颖性、学科交叉性和突出的应用前景

结论摘要：

超大容量离子电容器(又称超级电容器或双电层电容器)是一种高功率密度、高能量密度、长循环寿命的电能储存器件，电极材料是超大容量离子电容器的关键所在，常规的电极材料难以在比电容量和导电性等方面同时兼顾，本项目首次提出碳纳米管和纳米过渡金属氧化物复合材料(CNT/MeOx)作为电极材料。经过三年的持续努力,本项目主要研究了碳纳米管与纳米NiOx、CoOx和MnOx三种过渡金属氧化物的复合材料CNT/MeOx及基于它们的超大容量离子电容器。应用微波辐照煤的方法制备了碳纳米管和碳纳米纤维；应用溶胶-凝胶法和化学沉淀法制备了两相分布均匀的CNT/MeOx。通过XRD、SEM、TEM、XPS等分析了其成分、结构和形貌；利用四探针法和氮气吸附法测试了CNT/MeOx的电阻率和比表面积；应用恒流充放电法、循环伏安法、交流阻抗法等测试了基于CNT/MeOx的超大容量离子电容器的储电性能，初步探讨了其赝电容形成机理。所得电极材料具有优化的微结构和储能特性，比电容量超过300F/g。本项目的研究成果在能源、环保和国防等方面有着重要的应用前景。本项目已发表论文13篇，申请专利3项，培养毕业硕士研究生3人