隨著全球?qū)�可持續(xù)能源發(fā)展的日益關(guān)注，能源儲存技術(shù)在能源高效利用方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。超級電容器作為一種新型儲能技術(shù)，具有功率高、免維護(hù)、壽命長等優(yōu)異性能，成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。而電極材料作為超級電容器的核心組成部分，其性能的優(yōu)劣直接決定了超級電容器的儲能性能。
根據(jù)儲能和轉(zhuǎn)化機(jī)理，現(xiàn)有電極材料可分為三類：雙電層電容材料、贗電容或電池型材料以及由雙電層電容材料和活性材料組成的復(fù)合材料。與雙電層電容材料的高倍率能力和循環(huán)穩(wěn)定性相比，贗電容或電池型電極材料，包括各種導(dǎo)電聚合物、過渡金屬氫氧化物、氧化物、硫化物、氮化物和磷化物，具有較高的比容量和能量密度。近年來，錳/鈷/鎳基金屬氧化物、硫化物和磷化物儲能材料因其具有高比容量、長循環(huán)壽命、低內(nèi)阻等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為超級電容器電極材料的研究熱點(diǎn)。然而，該類材料在制備、改性、應(yīng)用等方面仍存在諸多挑戰(zhàn)和問題，亟待深入研究和探討。
筆者從2011年始在吉林大學(xué)新型電池物理與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從事超級電容器儲能技術(shù)研究，十多年來一直從事錳/鈷/鎳基電極材料的制備、結(jié)構(gòu)表征與性能研究，取得了一些創(chuàng)新性的研究成果，希望能夠?qū)⒆约涸谶@方面的工作成果和經(jīng)驗(yàn)體會總結(jié)出來，為從事超級電容器研究的學(xué)者和同行提供有益的參考和指導(dǎo)，進(jìn)而推動錳/鈷/鎳基電極材料在超級電容器領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。
本書基于筆者的科研成果及國內(nèi)外的相關(guān)研究進(jìn)展撰寫而成，以開發(fā)錳/鈷/鎳基金屬氧化物、硫化物和磷化物高效儲能材料為主題，簡要介紹了目前超級電容器電極材料的研究現(xiàn)狀和儲能機(jī)制，系統(tǒng)介紹了錳/鈷/鎳基金屬氧化物、硫化物和磷化物儲能材料在超級電容器領(lǐng)域的應(yīng)用與研究進(jìn)展，重點(diǎn)對石墨烯/無定形-MnO2復(fù)合材料、分級-MnO2納米片電極材料、氧化鈷納米材料、鈷酸鎳納米電極材料、鈷鎳雙金屬氧化物、鈷鎳雙金屬磷硫化物、鈷鎳雙金屬硫化物和鈷鎳雙金屬磷化物納米材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系以及電極儲能性能及器件性能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，希望可以為讀者提供更多的借鑒和參考。
本書得到了山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20210302124491，20210302123341）、山西省高等學(xué)�？萍紕�(chuàng)新項(xiàng)目（201802097，2019L0745）、大同市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023003）和山西大同大學(xué)博士科研啟動基金項(xiàng)目（2016-B-14，2016-B-20）等的資助，也得到了山西大同大學(xué)煤基生態(tài)碳匯技術(shù)工程研究中心等科研平臺的大力支持。
衷心感謝我的導(dǎo)師紀(jì)媛教授，在科研過程中她給予了我無私的指導(dǎo)和幫助，為我提供了寶貴的學(xué)術(shù)資源和建議，這為本書的形成起到?jīng)Q定性的作用。同時，蔣尚副教授為本書的完成給予了極大的鼓勵和支持。研究生何文秀、毛苗苗、龐敏、張如霞、宋兆陽、武志宇和焦玉琳等人在相關(guān)文獻(xiàn)資料的整理和文字編排方面作出了很大貢獻(xiàn)，這些工作為本書主要內(nèi)容的形成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。另外，本書的編寫得到了化學(xué)工業(yè)出版社的大力支持。在此一并致以衷心的感謝。
盡管我們已經(jīng)盡力確保本書內(nèi)容的準(zhǔn)確性和完整性，但是由于水平所限，書中不當(dāng)之處在所難免。歡迎讀者提出寶貴的意見和建議，以便我們不斷改進(jìn)和完善。

龐明俊
2024年6月