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水系锌离子电池因其高安全性,低成本性以及对环境无污染等优势而逐渐被开发与研究,并有望成为新一代安全可靠的绿色储能装置。锰氧化物常常被认为是最具开发潜力的水系锌离子电池正极材料,因为该类材料具有中等开路电压,高放电容量和资源丰富的特点。然而锰氧化物却因其电化学活性和循环稳定性差等劣势受到进一步大规模开发应用的限制。本论文主要针对锰氧化物在水系锌离子电池中的电化学性能问题进行研究讨论,旨在增加锰氧化物电化学活性位点。实验方案主要采取由内到外的策略,从掺杂工程和表面工程两方面开展工作。此外,材料受结构稳定性和导电性两方面的影响问题也是论文讨论的重点。（1）主要研究了铜掺杂四氧化三锰/聚乙烯吡咯烷酮复合材料（Cu-Mn3O4/PVP）的电化学活性和循环稳定性问题。通过化学沉淀法制备具有高电化学活性的Cu-Mn3O4/PVP复合材料。通过铜离子掺杂引入缺陷结构,改善金属离子吸附能力,提高离子电导率。导致四氧化三锰正极循环稳定性差的原因之一是充放电过程中容易发生体积变化。将具有良好亲和性的聚乙烯吡咯烷酮加入体系,一方面能够抑制四氧化三锰的体积膨胀,缓解锰的溶解;另一方面有助于提高材料分散性,增加比表面积,产生大量活性位点。恒电流充放电测试表明Cu-Mn3O4/PVP复合材料具有比纯Mn3O4更高的电化学活性和循环稳定性能。（2）研究了聚吡咯包覆铁掺杂二氧化锰复合材料（Fe/?-Mn O2@PPy）的循环稳定性问题。我们成功地制备出具有介孔结构的Fe/?-Mn O2@PPy复合材料。金属铁离子的掺杂有利于增大二氧化锰层间距,从而拓宽离子迁移通道。聚吡咯的表面包覆一方面能够缓解电解液对活性材料的侵蚀,减少二氧化锰活性物质崩塌;另一方面可作为材料的导电网络,加快电子的迁移,有效提高复合材料的导电性能。恒流充放电测试表明Fe/?-Mn O2@PPy复合材料在100 m A g-1电流密度下拥有接近240 m Ah g-1的循环容量,100圈后容量保持率达到96.6%。另外,表观扩散系数计算表明Fe/?-Mn O2@PPy复合材料具有良好的扩散动力学性能。（3）研究了富锌四氧化三锰/氧化石墨烯复合材料（Zn-rich Mn3O4/GO）的初始循环容量问题。我们从锌离子“预嵌入”角度着手,通过化学沉淀法制备Zn-rich Mn3O4/GO复合材料。锌离子的预嵌入有效缩短了离子与活性物质之间的传输路径,而氧化石墨烯的添加提高了导电性,有利于电子的快速迁移。另外,氧化石墨烯存在大量含氧官能团,可与聚乙烯亚胺发生亲核反应,形成PEI-GO网络,能够作为活性物质的弹性保护层,抑制较大的体积膨胀。Zn-rich Mn3O4/GO复合材料在200 m A g-1电流密度下能够达到170 m Ah g-1的初始循环容量,并且达到稳定充放电容量仅需10圈左右的活化过程,这表明材料具有优异的初始循环性能。最后,我们总结了Cu-Mn3O4/PVP、Zn-rich Mn3O4/GO和MCM4@Mn3O4三种材料结构对动力学性能的影响。结果表明Zn-rich Mn3O4/GO复合材料具有优异的扩散动力学性能,这主要得益于复合材料中预嵌入锌离子有效缩短了离子与活性物质之间的扩散通道,从而有利于锌离子的快速迁移。综上,过渡金属离子掺杂锰氧化物复合材料具有成本低、制备简单和无毒无污染的优点,在提高离子电导率,增加反应活性位点,特别是提升离子扩散速率方面具有良好的研究价值。