随着环保意识的增强,清洁能源的开发越来越受到重视,而其中,储能装置又显的尤为重要。超级电容器是近些年来脱颖而出的一类储能设备,备受欢迎,而它的核心就在于电极材料。尖晶石型金属氧化物作为电极材料中的一大类,由于其低成本、易取材、绿色清洁和安全性高,备受研究者们的关注。除此之外,作为电极材料,它们还具有高电导率和高化学活性等固有优势。然而,此类材料存在着低循环寿命、低倍率性和低能量密度等问题。针对这些问题,本研究工作通过调节组分、调控形貌、设计特殊结构、构建复合材料等方式来改善尖晶石型多元金属氧化物材料的超级电容性能。具体研究内容如下:（1）通过简单的水热技术及热处理方法,制备了Ni/Mn原子比不同的Ni_1-xMn_xCo₂O₄纳米花。研究结果发现,这种互掺杂的多组分Ni_1-xMn_xCo₂O₄样品在电化学性能方面较原始的Mn Co₂O₄和Ni Co₂O₄均有不同程度的提升。尤其是在Ni/Mn为5:5时(即Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄),表现出最佳的电化学性能。在1 A/g下显示出366 F/g（154 C/g）的比电容,5 A/g时经过3 000次循环后电容保持率为83.7%。Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄的优异电化学性能可归因于大表面积和高介孔率,以及在混合金属成分的协同作用下增强的电化学反应。采用Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄作为电极材料所制备的Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄//AC不对称超级电容器也具有很好的性能。1 A/g下的比电容为74 F/g,3 A/g下5 000次循环后保留了初始电容的82%,并在700 W/kg的功率密度下获得了高达20.2 Wh/kg的能量密度。本研究表明,构建具有三维分级多孔结构的多元过渡金属氧化物是提高金属氧化物电化学性能的有效策略。（2）采用两步水热技术和两步热处理方法,在泡沫镍上制备了由Co₃O₄纳米线和Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄纳米花组装而成的海胆状Co₃O₄@Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄核/壳异质结（NWFs）电极材料。与纯Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄纳米花（NFs）和Co₃O₄纳米线（NWs）相比,所制备的核/壳异质结NFWs具有高比电容（1 A/g下为931.4 F/g或465.7 C/g）、高倍率性（20A/g下保持了1 A/g时的77%）和出色的长循环稳定性（5 A/g下5 000次循环保持了91.2%的初始比电容）。这种优异的电化学性能可归因于电极材料和集流体的良好连接,以及独特的3D分层核/壳异质结的协同作用,导致离子或电子的快速传输和更多的反应活性位点。为了提高能量密度,分别以Co₃O₄@Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄核/壳异质结NWFs为正极,活性炭（AC）为负极,制备了Co₃O₄@Ni_0.5Mn_0.5Co₂O₄//AC不对称超级电容。所制备的器件展示出1.5 V的高工作窗口,并且具有160 F/g的最高比电容和5 000次循环下88.2%的长循环稳定性。除此之外,该器件在功率密度为750 W/kg时获得的能量密度为50 Wh/kg,当功率密度增大至7980 W/kg时,也依然具备高达26.6 Wh/kg的能量密度。本研究的制备策略可扩展至其它电极材料的合成中,对设计高性能的超级电容器具有重要的意义。