MnO2是一种常见的金属氧化物,因其具有宽泛的电压窗口,价格低廉,环境适应性好等优点被作为超级电容器的电极材料。但是其较低的电子导电性和较差的循环稳定性严重限制了材料的进一步应用。本论文通过简单高效的方法制备不同形貌的Mn O2电极材料,研究材料在循环过程中的储能机理并进一步应用于微型超级电容器中,提高其实用性。采用温和的液相反应合成了具有超高比表面积的结晶/非晶态并存的超薄MnO2纳米片。超高比表面积(317.56 m~2g-1)和非晶态的特性使其在电极反应过程中提供更多的电化学活性位点。此外,超薄的纳米片结构能够有效的提高反应动力学,实现快速的离子/电子传输。并且通过对循环前后Mn O2纳米片电极的光谱学表征,发现电极材料在充放电过程中发生了晶相→非晶相的转变。与此同时,由于材料本身的二维晶体结构使其具有优异的柔韧性。另外,以超薄Mn O2纳米片作为电极材料,海藻酸钠水凝胶作为固态电解质,通过模板辅助抽滤的方式制备柔性微型超级电容器,其工作电压可达到1.4 V,表现出较高的面积电容和能量密度。整个器件在不同程度下弯曲容量没有明显衰减,展现出良好的柔韧性。为了探索二氧化锰在碱性电解液中的储能机理,利用液-液界面氧化还原反应合成了Mn O2纳米球,并通过静电自组装的方式构建Mn O2@r GO核壳结构来提高Mn O2的导电性和循环稳定性。根据非原位XRD、拉曼表征和第一性原理分析,发现在首圈循环过程中,K+离子嵌入δ-Mn O2的同时,Mn O6结构单元中的Mn-O键的键长逐渐变长,发生失氧,从而产生大量氧空位,促使层状Mn O2→尖晶石相Mn3O4的相转变。在随后的循环过程中,Mn3O4可以进一步被氧化为具有三维隧道结构的λ-Mn O2,最终实现了K+在λ-Mn O2结构中的可逆脱嵌。另外,以Mn O2@r GO作为电极材料,通过简单的模板辅助抽滤的方式制备全固态微型超级电容器,彰显出优异的电化学性能(能量密度为1.01μWh cm-2,功率密度为0.12 m W cm-2)和循环稳定性（8700圈后未发生明显的容量衰减）。