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进入21世纪，人们对能源需求不断增长，走可持续发展道路和大力发展绿色能源产业成为一个具有挑战且不可避免的世界性课题。作为解决能源问题的重要途径，锂离子电池和钠离子电池在大规模的能源供应上却有很大局限性。电极材料是制约锂离子和钠离子电池发展的一大关键因素，因此寻找理想的高能量密度和高功率密度的电极材料具有重大意义。其中，锰氧化物由于自然资源丰富且理论容量高，作为锂离子电池电极材料有很好的应用前景。同时，探究锰氧化物作为钠离子电池电极材料的应用，也具有非常重要的科学意义。然而，锰氧化物作为电池电极材料仍然存在许多问题。一方面由于锰氧化物较低的电子电导和离子电导所造成的，另一方面是基于转换反应机制的锰氧化物，充放电中大的体积膨胀导致其循环性能差。本文采用纳米化以及预锂化策略对其进行优化。本论文以锰氧化物为研究对象，设计构筑了MnO2纳米线和纳米棒，并通过将MnO2纳米线进行预锂化得到富锂Li2MnO3纳米线。测试分析了富锂Li2MnO3和MnO2纳米线作为锂离子电池电极材料及MnO2纳米棒作为钠离子电池电极材料的电化学性能。进一步研究了纳米化和预锂化策略对电化学性能优化的机制。本文主要研究成果如下：1、通过水热法与固相反应相结合的方法可控合成MnO2纳米线/纳米棒，预锂化得到富锂Li2MnO3纳米线，提高了MnO2的循环性能和充放电容量。并通过热重TG、XRD、SEM、EDS、TEM和BET等材料测试手段表征了所制备的产物，确定了富锂Li2MnO3纳米线的最佳烧结温度（650oC）。2、研究了富锂Li2MnO3和MnO2纳米线作为锂离子电池负极材料的电化学性能，发现富锂Li2MnO3纳米线电极材料显示出优异的可逆比容量以及更好的循环使用寿命。当电流密度为500mAg-1时，它的可逆比容量仍然可以达到1279mAh g-1（第500圈）。并初步探索了LiMn2O4/Li2MnO3全电池的应用前景。作为一种之前从未报道的锂离子电池负极材料，采用XPS和XRD进一步探究了富锂Li2MnO3纳米线的电化学性能优化机理。优异的电化学性能主要归因于富锂策略，一方面归功于中间过渡二价锰在充放电过程中起到电化学缓冲的作用，另一方面归功于预嵌入的锂减缓了体积变化造成的应力应变而起到物理缓冲的作用。3、初步研究了MnO2纳米棒作为钠离子电池电极材料的电化学性能。这表明其具有独特的电化学特性。这种材料显示有两对氧化还原峰，既可以作为正极材料又可以作为负极材料。当电流密度为100mAg-1时，它的首次放电容量可以达到668mAh g-1，8圈后其可逆容量仍达到496mAh g-1。