二氧化锰（MnO₂）是一种传统的电极活性材料,有着相当广泛的应用。纳米片是一种二维层状材料,许多无机层状化合物可通过剥离的手段来获得单分散的纳米片。利用MnO₂与纳米材料所具有的独特优势,当电极活性材料MnO₂纳米化后,材料会具有较高的比表面积和短的离子、电子运输/扩散路径,因此电化学性能就会得到显著提高。本论文将MnO₂和纳米材料的优点所结合,对所制备的纳米二氧化锰进行形貌特征、晶体结构和孔结构的分析,并采用循环伏安法、恒电流充放电法等电化学研究方法探讨了材料的电化学特性。本文首先由水热法制备了Na⁺插层型MnO₂材料（Na-MnO₂）,通过对层间的离子交换对材料进行了剥离,得到了MnO₂纳米片悬浮液。MnO₂悬浮液分两种方式进行了重组,一是将其冷冻干燥得到了MnO₂重组物（FD-MnO₂）,二是将其再次引入Na⁺得到重组Na⁺插层型纳米MnO₂材料（rNa-MnO₂）。经过电化学测试结果表明:在1 mol/L的Na₂SO₄水溶液,电流密度为0.5 A/g时,FD-MnO₂和rNa-MnO₂的质量比电容分别高达134 F/g和131 F/g,两者的电容性能均远远高于未剥离时的前驱物,并表现出良好的循环稳定性。说明纳米化的层状无机材料会在电化学储能方面有着更为广泛的应用。其次,通过自下而上的方法在溶液中直接合成了MnO₂纳米片,结合上文的重组方案,将MnO₂纳米片与Li⁺重组得到了Li⁺插层的Li-MnO₂材料,ICP结果表明Li与Mn的原子比为0.6:1。通过对材料的结构分析表明:Li-MnO₂具有错层堆积纳米多孔结构,其颗粒成片状分布,侧面尺寸约为0.5¹μm。MnO₂纳米片在材料的表面提供了良好的支撑作用。将Li-MnO₂材料作为锂离子电池正极材料进行了充放电循环测试,在电压范围2.5⁴.3 V,电流密度50 mA/g的情况下,材料的首周放电比容量高达188.8 mAh/g,循环100周之后放电比容量达到90.6 mAh/g。电流密度增大至1 A/g时,材料的放电比容量依然维持在84.3 mAh/g,表现了优良的倍率性能和负荷特性。Li-MnO₂材料的合成也为新型的正极材料提供了新的思路,具有纳米结构的材料通过嵌锂的方式有望得到高性能的锂离子电池正极材料,并通过嵌入离子和纳米结构的不同延伸到其他储能体系中。