超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能器件。由于其具有充放电速度快、功率密度高、循环寿命长等优点,在信息、电子、电动交通工具、便携式消费电子器件等领域具有很大的潜在应用价值。超级电容器的核心部分是电极材料,电极材料的性能直接影响超级电容器的性能。二氧化锰(MnO2)因理论比电容高(1370F/g)、价格低廉、自然存储量大以及环境友好等优点而被认为是具有潜在应用价值的超级电容器电极材料。论文着眼于获得性能良好的MnO2基复合电极材料,通过不同制备工艺成功获得了氧化锰纳米结构、氧化锰/碳颗粒(MnO2/C)复合结构及氧化锰/碳纤维纸(MnO2/CFP)复合结构,并探讨了其电化学机理。主要开展的工作以及获得的结论如下:(1)采用三种不同的制备工艺,制备了纳米片状、纳米颗粒及纳米空心球状氧化锰电极材料,并对其结构、形貌和电化学性能进行了表征和分析。实验结果表明氧化锰电极材料的电化学性能因其微观形貌不同而存在较大的差异。较多的孔隙有利于纳米氧化锰电极材料比电容的提高。(2)利用水浴法以高锰酸钾(KMnO4)为氧化剂,碳颗粒(C)为还原剂,通过改变反应条件制备出不同微观形貌结构的MnO2/C复合电极材料。结果表明反应时间、反应温度及反应物质量比均会影响复合材料中锰氧化物的微观结构与形貌,进而影响其电化学性能。电化学测试表明,当反应温度为80℃,反应时间为12 h时,MnO2/C复合电极材料具有最高的比电容值,在电流密度为0.2 A/g时,其比电容值可达184 F/g。(3)以KMnO4为氧化剂,碳纤维纸(CFP)为还原剂与基底,通过原位氧化反应获得了纳米片状MnO2/CFP复合电极材料。结果表明,反应时间为12h时获得的复合电极材料(MnO2/CFP-12)具有最佳的电化学性能,在0.5A/g电流密度下的比电容可达537.5 F/g。随着反应时间的延长,碳纤维纸上MnO2的负载量增加,从而阻碍了电解质溶液中离子的扩散,并且增加了其扩散路径,使得电化学性能降低。论文的相关实验过程以及理论研究可以为性能优异的其它电极材料的制备以及相关机理研究提供一定的实验参考与理论指导。