超级电容器相对于电池具有更高的功率密度,相较于传统电容器具有更高的储能密度,它可以将太阳能,风能等手段产生的电能滤波或存储进而转化为方便使用的能源,也可以用于电磁弹射,电磁炮等军事领域。电极材料是影响超级电容器性能的决定因素,因此研究更具有应用价值的超级电容器电极材料是人心所向。本文从改变形貌结构,复合材料两方面提升MnCo₂O₄电化学性能;通过XRD,SEM,TEM手段对材料的结构和微观形貌进行分析;在三电极体系下通过电化学工作站进行循环伏安,恒电流充放电等测试来分析材料的电容性能。主要研究内容如下:1.通过静电纺丝制备丝状MnCo₂O₄,通过水热法制备颗粒状MnCo₂O₄和海胆状MnCo₂O₄并通过XRD,SEM确定结构及形貌信息。通过电化学工作站测试得到:在电流密度为1Ag^-1时,丝状MnCo₂O₄比电容为161Fg^-1,海胆状MnCo₂O₄比电容为206Fg^-1,颗粒状MnCo₂O₄比电容为131Fg^-1。海胆状MnCo₂O₄由于其复杂微纳米结构提供更多的反应活性点位,因此具有较好的电容性能。丝状MnCo₂O₄循环1000次后仍具有93%的容量保持率,而海胆状MnCo₂O₄循环1000次后的容量保持率为87%。丝状MnCo₂O₄的容量保持率得益于丝状的结构优势,纳米丝勾结成交联网络,利于电子输运,并且相互支撑利于提高循环性能。2.通过水热法将g-C₃N₄按照不同比例与海胆状MnCo₂O₄进行复合,得到样品C1,C2,C3。通过XRD和SEM分析得到复合情况良好。电化学测试得出在电流密度为1Ag^-1时,C1样品的比电容为229Fg^-1,C2样品的比电容为350Fg^-1,C3样品的比电容为342Fg^-1。实验证明了g-C₃N₄有效的分散海胆状MnCo₂O₄并提高电导率,复合适量的g-C₃N₄可以充分发挥海胆状MnCo₂O₄的性能,可以提供更多的电子输运通道,有效提高离子迁移速率,提升海胆状MnCo₂O₄倍率性能以及循环性能。3.通过水热法获得MnCo₂O₄/Co₂V₂O₇复合材料,通过XRD,SEM,TEM确认其晶体结构,微观形貌,以及复合情况。MnCo₂O₄/Co₂V₂O₇在电流密度1Ag^-1时比电容为375Fg^-1,而颗粒状MnCo₂O₄和Co₂V₂O₇在1Ag^-1时的比电容分别为131Fg^-1和157Fg^-1。相对于颗粒状单体性能提升较大,这是由于两者存储机理相互协同,Co₂V₂O₇插层反应与MnCo₂O₄的类电池行为相互协同提升材料性能。在这篇学位论文中,以通过制备多种不同微观形貌的电极材料为基础,围绕提高过渡金属氧化物电极材料电化学性能所面临的部分挑战,提出通过将MnCo₂O₄与g-C₃N₄和Co₂V₂O₇形成复合材料,并探讨其在实际应用中的影响因素为合成超级电容器用高性能复合电极提供了一种可行的策略。