超级电容器作为一种新型的储能器件,以其快速充放电,高功率密度,长循环寿命等优点得到了广泛的关注。其中,性能优异的储能电极材料是超级电容器应用的关键驱动因素。然而,目前电极材料存在的主要问题是实际比容量低、特别是倍率性能和循环稳定性差。因此,探索和研究具有高效、稳定电化学性能的超级电容器电极材料仍是当前该研究领域的热点和前沿性课题。本论文主要以MnCo₂O₄基复合材料为研究对象,围绕该复合材料的结构设计、可控合成、结构和组成与电化学性能的构效关系等方面开展研究,分析复合材料其电化学性能改善的内在原因,明确其储能机理,为提高钴酸锰基复合材料的电化学性能提供有价值的参考和依据。主要研究内容如下:（1）MnCo₂O₄@Ni₃S₂核壳异质结构复合电极材料的制备及电化学性能研究采用两步水热法制备了六棱柱MnCo₂O₄@Ni₃S₂复合材料,通过改变双氰胺与Co+Mn的摩尔比来改变MnCo₂O₄的形貌,进而改变复合材料的电化学性能。通过电化学测试,MnCo₂O₄@Ni₃S₂复合材料的比容量要远远大于单一MnCo₂O₄或Ni₃S₂电极材料的比容量。在电流密度为3 A g^-1时,比容量高达2807 F g^-1。当电流密度升高到30A g^-1时,比容量的保持率为69%（单一MnCo₂O₄和Ni₃S₂电极的比容量保持率分别为53%和63%）。此外,单一MnCo₂O₄和Ni₃S₂电极在电流密度为10A g^-1下循环5000次后,比电容保持率分别为78%和83%,而MnCo₂O₄@Ni₃S₂复合电极的比电容保持率高达92%。这些结果表明MnCo₂O₄@Ni₃S₂复合电极材料的电化学性能显著高于单一MnCo₂O₄和Ni₃S₂电极材料,其原因归结为复合电极材料的独特多级结构及MnCo₂O₄和Ni₃S₂组分的协同作用。（2）三维MnCo₂O₄@MnMoO₄复合电极材料的制备及其电化学性能研究具有独特结构和良好电容性能的核壳纳米阵列的合理设计和制备被认为是超级电容器先进电极材料的一种极具挑战性的策略。本实验通过两步水热法在泡沫镍上合成了一种自支撑三维MnCo₂O₄纳米片@MnMoO₄纳米片复合纳米结构,该复合纳米结构的构筑是通过在相互交联的MnCo₂O₄纳米片阵列上垂直生长MnMoO₄纳米片而实现。这种复合纳米结构可以充分利用其独特的片-片结构和MnCo₂O₄与MnMoO₄的协同效应来提高电化学性能。实验结果表明,与单一MnCo₂O₄或MnMoO₄纳米片阵列电极相比,复合电极材料展现出更高的比容量(电流密度为3 A g^-1时,容量为2212 F g^-1),倍率容量(电流密度为30 A g^-1时,容量为1573 F g^-1)和较好的循环稳定性（经5000次循环后电容保持率95%）。此外,基于MnCo₂O₄@MnMoO₄//活性炭组装的非对称超级电容器也具有一定的比容量(电流密度为1 A g^-1时,比容量为138.8 F g^-1)和能量密度(功率密度为815 W kg^-1时,能量密度为49.4 Wh kg^-1)。这些结果表明所制备的MnCo₂O₄@MnMoO₄纳米复合电极材料在高性能超级电容器中具有广阔的应用前景。（3）MnCo₂O₄/NiMn LDH（层状双金属氢氧化物）复合纳米片阵列的制备及其储能性能研究本实验是关于MnCo₂O₄纳米片阵列表面原位生长NiMn LDH纳米片形成层-层复合纳米阵列的构筑及其电化学性能。这种层-层结构以及NiMn LDH和MnCo₂O₄组分之间的协同效应,大大提高了复合电极材料的储能性能。研究表明,复合电极在电流密度3 A g^-1和30 A g^-1的比容量分别为3063 F g^-1（相当于单个MnCo₂O₄电极的四倍）和2315 F g^-1。在电流密度为30 A g^-1循环5000次后比容量保持率为94.7%。此外,以MnCo₂O₄/NiMn LDH和活性炭分别为正负电极制备了一种不对称固态超级电容器器件。在功率密度为806 W kg^-1时,器件的能密度为51.9 Wh kg^-1。上述研究结果为合成超级电容器用高性能复合电极提供了一种可行的策略。