随着时代的快速发展,绿色清洁可持续能源成为新时代下人们追求的热点。超级电容器是介于传统电容器和电池之间的一种新型电化学储能器件。超级电容器以其高功率密度、可快速充放电、循环寿命长、价格亲民以及环境友好等优点,引来了大量科研爱好者的关注。电极材料是影响超级电容器性能好坏的关键。常见的电极材料有碳材料、导电聚合物以及金属化合物。双金属氧化物比单一金属氧化物表现出更高的导电性和电化学活性,成为赝电容电极材料的研究重点。研究还发现,单一电极材料表现的电化学性能通常并不理想,而由不同材料合成的复合电极材料在相互协同作用下具有更加优异的性能。将活性材料负载在泡沫镍（Ni foam）基底上,能够制备出无添加剂和导电剂的电极材料,在超级电容器中表现出优秀的电化学性能。由于氧化锰具有理论容量高、储量高、价格低的优势,本论文主要的工作是将锰基双金属氧化物材料(Mn Co₂O_4.5)分别与导电聚合物聚吡咯（PPy）和二维金属碳化物（MXene）材料复合,设计合成出形貌独特的泡沫镍负载的新型复合材料,并对其结构和电化学性能进行测试和分析。主要工作内容如下:泡沫镍载花状Mn Co₂O_4.5@PPy核-壳结构复合材料被成功制备作为超级电容器的电极材料。通过简单环保的水热法和渗透聚合法得到的PPy修饰的Mn Co₂O_4.5复合材料具有较大的比表面积,在1 A g^-1电流密度下表现出3240 F g^-1的高比电容值。在相同条件下,其电容值远高于Mn Co₂O_4.5/Ni foam(1058 F g^-1)。由于PPy和Mn Co₂O_4.5的协同作用,复合电极表现出优异的电荷传输能力,并且具有良好的循环稳定性和较低的系统内阻。在1000次循环后具有80.052%的循环稳定性。此外,用Mn Co₂O_4.5@PPy复合电极材料做正极,还原氧化石墨烯（r GO）作为负极组装的Mn Co₂O_4.5@PPy//r GO非对称超级电容器表现出较高的比电容值(在1 A g^-1的电流密度下比电容为235 F g^-1),出色的功率密度和能量密度(在320 W kg^-1的功率密度下能量密度高达97.8 Wh kg^-1)以及较好的循环稳定性（3000次循环后保持初始容量的80.34%）。具有优异的电化学性能的Mn Co₂O_4.5@PPy复合材料被认为是新一代超级电容器理想的电极材料。利用简单环保水热法和原位静电吸附原理在泡沫镍表面成功合成了海胆状Mn Co₂O_4.5/MXene（Ti₃C₂T_x）复合纳米材料,被直接应用作超级电容器电极材料具有优异的表现。Ti₃C₂T_x二维纳米片与针状的Mn Co₂O_4.5相互吸附,在阻止Ti₃C₂T_x自堆叠的同时,形成的毛刺状形貌结构能够提供了更大的比表面积,极大的促进了反应过程中离子的有效传输。所制备的Mn Co₂O_4.5/MXene复合纳米材料在1 A g^-1电流密度下,表现出1563.4 F g^-1的优异比电容值,此外在10 A g^-1电流密度下,该复合材料的电容保持率达到63%,并且在大电流密度下经过5000次循环后仍保持初始电容的92.4%。与未与MXene复合的Mn Co₂O_4.5相比,复合电极材料倍率性能、循环稳定性等有明显提升。