水热合成Co3O4@MnO2纳米片多层次复合纳米结构用于超级电容的研究(5)
式中 代表了电解质中的质子或者碱金属阳离子（ , , ）。上述电化学方程表明质子和碱金属阳离子都参加了氧化还原反应，这也就要求了 材料必须具有较好的离子迁移率和导电性。
除了通过氧化还原反应来存储能量的机制。以 为主的电极材料也呈现了与非法拉第电容类似的矩形CV图像，如图1-3所示
图表 1-3 氧化锰循环伏安图[15]
此外，根据相关文献，电极材料的物理性质（例如微观孔洞和表面形态）和化学性质（锰的化合价和结晶水状态）都影响着氧化锰的赝电容性能。目前发现，电极的循环稳定性主要可以通过材料的表面形态来控制。而改变金属的价态，可以有效地提高电极材料的容量。
据报道，影响氧化锰电化学性能的因素主要有结晶度，晶型结构，形态，电极材料厚度，比表面，化学因素等[1]。
（1） 结晶度：与 相似，如果 结晶度过高，质子的吸附（或脱附）会受到限制，尽管良好的结晶度会导致较好的导电性，但同时也导致了表面损失。此外，虽然较低的结晶度可以导致一个较好的多孔疏松结构，但又会限制材料的导电性。为了解决这一问题，通常将电极材料进行退火处理。发现经过该处理的材料在较快的扫描速度下有着较高的容量[22]。
（2） 晶型结构：结晶化的氧化锰通常有着不同的晶型结构，包括 。其中 具有隧结构（ 有 八面体组成的2 2隧道的结构， 具有1 1组成的隧道结构）而 则具有更未开放的结构，如图1-4所示。由于不同的结构对电解质的扩散能力的影响不同。因此，通过合成合适的MnO2结构，可以改善材料的电化学性能。
图1-4不同结构氧化锰示意图[23]
(3) 形态：众所周知，材料不同的表面形态，对材料比表面有着重大的作用，因此也对容量有着显著地影响。故，表面形态在 的电化学性能中扮演了关键的角色[24]。据相关文献报道，合成的 的材料有着不同的形态例如纳米线[25]，纳米棒[26] ，纳米条带[27]，纳米花束[28]等。根据不同的表面形态，材料的比表面由20到150 不等，通常，一文纳米结构的 具有最好的比容量。
（4）电极材料厚度：通常，由于 较差的导电性，电极的比容量会随着电极材料厚度的增加而衰减。例如当沉积 厚度由50增加到200 时，整体的比容量由400 衰减到177 [29]。较薄的 材料具有易于离子传输，易于电解质接触，高导电性等优点，但过分追求材料厚度的降低，导致单位面积生长的材料质量过低，降低了工业化的价值。
（5）比表面及孔洞结构：就像 一样高的比表面积往往意着更多的发生法拉第反应的位点，因此也有利于整体赝电容比容量的提高。简单的说，金属氧化物的比容量会随着比表面的提高而增加[30]。例如，纤文状的材料因为其较高的比表面而具有更多的发生氧化还原反应的位点，因此具有比其他纳米结构材料更高的比容量。同时，材料的多孔结构可为电解质中离子的传输提供通道，降低了电化学极化以及可能出现的 的溶降现象。此外，多孔结构可以有效地降低材料内部的应力，从而保障材料的结构稳定性，提高电极的循环寿命[31]。
（6）化学因素：带有物理或化学键合的水分子有利于整体电解质的输运，因此，由于后续热处理导致的水分子的降低会导致电极的电阻增加而降低整体的比电容[32]。例如，经200℃处理的 物理和化学结合水都会丢失，从而导致较差的比容量[33] 。因此，通过优化的热处理并控制 结晶水含量可以有效地提高材料的比容量。此外 的氧化价态对整体比容量也有至关重要的作用。三价锰的导电性与四价锰及非晶态锰相比其导电性更低[34]。