1. 研究目的与意义（文献综述）

当前世界化石能源为主的能源结构在带来经济繁荣的同时，也不可避免的引发了资源枯竭、环境污染、温室效应等一系列能源和环境危机。这些问题的解决需要新型的能源利用方式—“开源节流”。一方面要开发利用可再生能源，另一方面则要提高能源利用效率，节能减排。因此必须大力发展低成本、可持续并且环境友好的新型能量转换和存储装置来满足现代社会的发展需求和缓解日益突出的环境问题^[1]。人们已经进行混合动力、燃料电池、化学电池产品及应用的研究与开发，取得了一定的成效。但是由于它们固有的使用寿命短、温度特性差、化学电池污染环境、系统复杂、造价高昂等致命弱点，一直没有很好的解决办法^[2]。近年来，超级电容器凭借着其比容量大、充放电速度快、循环寿命长等特点吸引了研究者的极大兴趣。在电力、交通运输、消费型电子产品、国防、通信、新能源汽车等诸多领域有着重要的应用。超级电容器备受各国关注。 美国maxwell、日本松下和nec一些公司凭借多年的研究开发和技术积累，目前占据着全球大部分市场，处于领先地位。尤其超级电容器生产线的工艺水平是其他国家目前很难超越得。我国在生产制造工艺方面的技术还需要提高，经常出现电解液渗出，超级电容器一致性差等问题^[3]。

超级电容器(scs)^[4]，也称电化学电容器，是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型、高效、绿色的储能装置，具有比普通静电电容器容量大、比二次电池功率高、充放电速度快、循环寿命长、工作温度范围宽、对环境无污染、无记忆效应及免维护、安全性高等诸多优点。scs^[5-6] 的功率密度(10 kw#8729;kg^－1)高于libs，可以在几秒钟内完全充电和放电，完成大功率输入和输出。它们在能量存储系统中起到补充或替换电池的重要作用。

随着现代科技的快速发展，市场上逐渐涌现出一些新概念、柔性化、智能化的电子元件和产品，这些柔性化、微型化、智能化电子产品的出现，迫切需求发展与其配套的芯片储能器件。目前，便携式电子设备大多数以微型电池为电源^[7-8]。然而，微型电池较短的循环寿命( 仅几百到几千次) 和较慢的充放电速率大大制约了其在需求高功率密度器件中的应用。另外，超级电容器传统的堆叠结构( 通常由两个基底、电极、隔膜和集流体构成)，不利于电解液离子的传输，导致其在大电流密度下功率密度急剧下降。同时，传统超级电容器体积较大，机械柔韧性差，已不能满足与未来高度集成化、轻量便携化和智能化电子器件相兼容的需求。微型超级电容器是一类新型的高功率微型电化学储能器件，不仅能够作为微功率源与微电子器件( 如传感器、射频器件) 直接集成，并在瞬间提供有效的功率峰值，而且能够轻易与其它微系统，如纳米压电发电机，太阳能电池，热电元件等进行一体化集成来构建新型柔性化、微型化自供电能源系统^[9]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：采用水热合成法制备mno₂纳米管；

碳基cnt/mno₂微电极制作，非对称式微型超级电容器组装；

3. 研究计划与安排

1、第1－4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译；明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备；确定技术方案，完成开题报告；

2、第5－8周：按照设计方案，制备cnt/mno₂微电极；

3、第9－12周：采用xrd、raman、sem、cv、eis等测试技术对材料的物相、显微结构、电化学性能等进行测试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王超，苏伟，钟国彬，魏增福，徐凯琪.超级电容器及其在新能源领域的应用.广东电力[j].2015(12)

[2] 江奇, 张伯兰. 电化学超级电容器电极材料的研究进展. 无机材料学报[j], 2002, 17(4): 469-656.

[3] 周晓航，方鲲，李玫.国内外超级电容器的研究发展现状.新材料产业[j] .2015(03)

[4] 余丽丽，朱俊杰， 赵景泰. 超级电容器的现状及发展趋势. chinese journal of nature[j].2015(03)

[5] 王森，郑双好，黄海波，孙承林，吴忠帅.微型超级电容器的器件构型与电极制备最新进展.新型炭材料[j].2017(06)

[6] jiang s, shi t, zhan x, et al. scalable fabrication of carbon-based mems/nems and their applications: a review[j]. journal of micromechanics amp; microengineering, 2015, 25 (11): 113001.

[7] beidaghi m, gogotsi y. capacitive energy storage in micro-scale devices: recent advances in design and fabrication of micro-supercapacitors[j]. energy amp; environmental science, 2014, 7（3）: 867-884.