能源的储存与利用受到了越来越多研究人员的关注。锂离子电池作为常用的储能设备已经被广泛研究,但是由于其功率密度小、循环寿命短以及充放电的速率较低,单独使用难以满足很多领域的应用需求,所以需要开发新的储能设备。超级电容器具有高的功率密度、快速的充放电以及循环寿命长等优点,能弥补锂离子电池的不足。其中,ZnMn2O4具有廉价、高的理论比电容以及物理化学稳定性等优点,在许多领域都有应用,尤其在电化学领域,被认为是一种有潜力替代石墨负极的储能材料。目前,对ZnMn2O4的研究还不系统,且制备出的实际产物比电容远低于理论比电容,循环稳定性较差,限制了其进一步的应用。因此,本论文采用共沉淀和煅烧方法制备了四方晶系的ZnMn2O4多孔球,并通过Sn、C共改性来提高ZnMn2O4多孔球的电化学性能。使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对ZnMn2O4样品结构以及形貌进行表征,以及循环伏安曲线(CV)、电化学交流阻抗谱(EIS)以及恒电流充放电(GCD)来评估ZnMn2O4样品的电化学性能,获得了高容量以及良好循环稳定性的样品。本论文主要研究结果如下:(1)采用共沉淀和煅烧方法成功的制备了四方晶系的ZnMn2O4多孔微球,研究了不同原料比、煅烧温度等对材料结构、形貌和性能的影响。当锌锰比大于1:2时,得到的产物为立方晶系的ZnMnO3,形貌上呈现分型球状结构,类似于紫阳花。当锌锰比小于1:2时,会生成四方晶系的ZnMn2O4多孔球。实验结果证明,当温度为600℃时,ZnMn2O4的电化学性能达到最佳,在1A/g的电流密度下具有较大比电容为447F/g,但是样品的循环稳定性能较差,在20 mV/s的扫速下循环800圈容量仅剩55%。(2)以SnO为Sn源,通过原位制备法合成了 Sn改性ZnMn2O4多孔球,研究了 Sn含量对其结构、形貌和性能的影响。实验结果表明:当引入的Sn含量较少的时候,材料的相组成没有发生变化,但是Sn的引入会使多孔球表面生成了一层球壳,而过量的Sn会导致样品生成ZnSnO3。当Sn含量为0.5%的时候,样品的电化学性能达到最优值,在1A/g的电流密度下为530 F/g,相比纯ZnMn2O4多孔微球提高了 18.5%,且样品的循环性能有了很大的提升,在20 mV/s的扫速下循环2000圈后,其容量仍有77%的剩余。这是因为Sn的引入能促使材料生成一个具有一定厚度的球壳,为充放电过程的体积膨胀提供了刚性的保护,所以材料的循环性能有了很大的提升。(3)通过水热法制备了 C、Sn共改性的ZnMn2O4多孔球,并研究了碳源含量对样品的结构、形貌以及性能的影响。实验结果得出,微量的碳改性时,以无定型碳的形式成功的负载在Sn改性后的ZnMn2O4多孔球上,且没有堵住材料的微孔。材料的结构以及形貌并没有出现大的改变。当碳源含量为2 g时,样品的电化学性能达到最佳。在1 A/g的电流密度下达到了 1010 F/g,接近Sn掺杂样品的两倍。在高电流密度下仍具有较高的比电容。且样品具有好的循环性能,在20 mV/s的扫速下循环2000圈仍有80%的容量。这是因为C负载能够提高材料的电导率,从而提高材料的电化学性能。