社会的发展不仅需要研究开发代替传统燃料的新型清洁能源，高效的新型储能装置的研发也是必不可少的。超级电容器作为一种新型的储能器件具有功率密度高、循环性能好、工作区间宽、可快速充放电、环境友好等优点，但其能量密度还达不到当前的工业要求。MnO2具有矿产丰富、理论比电容高、晶体结构多样、电位窗口宽、多价态等优点，是当前超级电容器正极材料的研究热点之一，但MnO2的电导率是阻碍其电化学性能的主要因素。当前大多数文章是通过将MnO2与其他导电基底复合来获得高比电容，但纯MnO2的导电性并没有得到明显改善，因此当前如何简单有效的提高MnO2的导电性是我们需要探索的方向。
　　本文主要以聚碳酸酯膜（PC膜）为模板，制备MnO2纳米管，先研究其晶体结构和微观形貌对其电化学性能的影响，再通过不同的方法提高它的电导率。首先，使用稀硫酸和氢氧化钾调节反应溶液的pH值，得到了δ-MnO2纳米管（MnO2-7，MnO2-12），δ-MnO2纳米棒（MnO2-3），δ-MnO2@α-MnO2纳米棒（MnO2-1.98）和α-MnO2纳米棒（MnO2-1）。具体地研究了不同的晶型和微观形貌带来的电化学性能差异，其中MnO2-12多孔纳米管因其高比表面积和特殊的二维层状结构为离子和电子的传输提供了更有利的通道而获得了最佳电容性能。电流密度为0.5A g-1时，MnO2-12的比电容可以达到364.1F g-1，同时相较于其他MnO2纳米管/棒具有出色的倍率性能和循环性能（电流密度增加到5A g-1时比电容保持62.6%，循环2000次比电容保持90.2%）。
　　本文采用了杂原子掺杂和引入氧空位的方法来提高MnO2的电导率。首先以六水合硝酸钴为Co2+源，控制Co/Mn摩尔比来研究Co2+对MnO2纳米管的电化学性能的影响。适量的Co2+可以扩宽δ-MnO2的层间距，提高离子传输速率，有利于电化学性能的提高，DFT计算也证实了适量的Co2+可以使MnO2的带隙变窄，电导率增加。当Co/Mn摩尔比为5%时制备的Co-MnO2-5纳米管具有最优异的比电容，在1A g-1时就可以达到406.4F g-1，在10A g-1的电流密度下循环3000次依旧可以保持初始电容的91.1%。同时以Co-MnO2-5纳米管为模板制备的Mn-FeOOH纳米管被用作负极材料，与Co-MnO2-5纳米管组成的超级电容器也具有优异的电容性能，在功率密度为999.9W kg-1时，能量密度可达42.1W h kg-1。
　　此外，在N2氛围中煅烧MnO2纳米管有效地产生了氧空位，提高了电化学性能。本文在不同温度下对MnO2进行煅烧，研究MnO2形貌结构和电容性能与煅烧温度的关系。在N2氛围中，煅烧温度为300℃时制备的ov-MnO2-300纳米管产生大量的表面吸附氧，使其表面活性增加，更有利于氧化还原反应，提高了MnO2的赝电容性能。但温度过高时，MnO2则转变为Mn3O4，氧化还原活性虽然增加了，但其致密的形貌降低了其与电解液接触的面积，所以比电容反而降低了。ov-MnO2-300纳米管具有优异的电化学性能，在1A g-1时可以达到459.0F g-1，倍率性能和循环性能也都是最佳，这归因于氧空位的引入提高了MnO2的电化学活性，缩短了MnO2的带隙。
　　本文从MnO2的晶体结构和微观结构研究入手，对具有最佳性能的MnO2纳米管进行电导率的改性，有效地提高了MnO2纳米管的电化学性能，并且通过与合适的负极材料相匹配，提高了不对称超级电容器的能量密度。本文对纯MnO2的电容贡献的研究提供了新的思路，促进了纯MnO2纳米材料在超级电容器中的应用。