1. 研究目的与意义（文献综述）

随着移动互联网的快速发展和人类需求的不断提高，可穿戴电子设备、可植入医疗器件、柔性显示屏、智能衣物等柔性科技产品逐渐进入人们的日常生活，这些柔性科技产品的出现改变了人类对于电子产品的刚性观念。相对于柔性电子元器件、柔性显示屏等技术的发展，柔性储能器件的发展较为缓慢，因此开发出高能量密度、稳定性好、安全性能优异的柔性储能器件是当前许多国家的发展战略。储能器件按照原理可以分为超级电容器和电池两大类，两者各有优点，超级电容器具有高功率密度、循环性能稳定等优点，电池相对于超级电容器具有更高的能量密度，因此在储能领域应用更为广泛。锂离子电池以其高能量密度、循环性能较好等优点，在当前电池应用最为广泛；但是，其安全性能、锂资源的有限等问题制约锂离子电池的未来发展。锌离子电池相较于锂离子电池具有更高的能量密度、锌资源丰富、安全性能好等优点，成为了最近的研究热点。综上所述，研究锌离子电池具有重要意义。

锌离子电池的工作原理与其他金属离子电池相似，主要是锌离子充放电过程中，在正负极之间移动，因此也属于一种“摇椅电池”。锌离子电池作为一种新型的二次水系电池，电解液主要为znso₄水溶液；正极材料有锰基氧化物、钒基氧化物、金属铁氰化物等三类；负极材料主要为锌片或者锌粉。

在正极材料中，二氧化锰具有资源丰富、理论容量高、无毒性、具有可变价态等优点，使得二氧化锰成为了锌离子电池材料的研究热点。二氧化锰主要由[mno₆]八面体按照顶点或者棱边互相连接构成，不仅具有多种物相，而且还易于合成为多种形貌的纳米材料；按照物相可以分为α、β、γ、δ、λ等物相，其中α-mno₂具有(2x2)的隧道结构，有利于金属离子脱嵌，比如li 、na 、k 、mg² 、zn² 等。二氧化锰在锌离子电池应用中同样有其缺点，比如导电性差、易溶解、充放电循环过程中容易发生不可逆的晶型转变等，这些缺点导致电池的循环性能不稳定、实际容量与理论容量相差较大等问题。针对上述问题，本论文通过改变合成条件，获得了不同形貌、不同载量的二氧化锰材料，探索它们对于循环性能、容量的影响，进而设计出高性能的锌离子电池。为了实现组装柔性器件的目的，本论文选用碳布作为基底材料，通过水热法在其上生长二氧化锰作为正极材料，负极采用电镀法在碳布上沉积锌作为负极材料，最后组装成柔性器件测试，评估其实际应用前景。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以碳布作为基底，将碳布浸泡在kmno₄、h₂so₄溶液中一段时间，再加热板在碳布上生长一层籽晶种，随后将长有籽晶层的碳布直接水热，改变水热时间或水热温度，获得不同形貌、不同载量的cc-mno₂；

材料表征：对cc@mno₂材料进行结构表征和电化学性能测试，通过xrd、n₂吸/脱附、tem、sem等表征手段对其形貌结构及元素构成进行了分析，并采用循环伏安(cv)、恒流充放电(et)等电化学测试技术对其电化学性能进行了系统评估，最后组装成柔性电池器件测试。

3. 研究计划与安排

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

第5－7周：按照设计方案，制备cc@mno2、cc@zn纳米片材料。

第8－12周：采用xrd、sem、tem、bet、cv、eis等测试技术对材料的物相、显微结构、比表面积、电化学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）