超级电容材料自发现以来,一直是储能领域的热点,它弥补了传统电池材料在大功率充放电领域的不足,使得高功率密度兼备高能量密度储能器件成为一种可能,为新能源背景下的储能技术提供了新思路。MnO2凭借其储量丰富、价格低廉、电化学性能优异的特点成为超级电容材料中的新星,但纯MnO2存在电阻大、循环性能较差等问题。本课题结合微反应器,采用液相离子掺杂的方法制备复合MnO2,并在制备过程中完善了微反应器结构,主要内容如下:(1)采用单束式对流微通道反应器(S-CFMCR)制备Ni掺杂MnO2,研究了不同工艺条件对材料形貌以及电化学性能的影响,确定了掺杂浓度为1%,陈化时间为4 h,进料体积流量为40 mL/min,煅烧温度为220℃的最佳工艺条件,优化后材料初始比电容达398 F/g,循环充放电500次后电容保持率85%且材料一致性好于相同条件下在烧杯中制备的材料,为集束式对流微通道反应器(C-CFMCR)较大规模的制备奠定了基础。(2)通过改良C-CFMCR结构,在保留S-CFMCR完整结构的基础上引入模块化结构,升级反应器为可拆卸式,包含外壳、多阀分流器、软硬变径接口、毛细管平行分布的C-CFMCR-2,实现反应器开口大小、管径以及管数的自由组合,且易于拆洗,方便零件替换维修与重复使用。(3)通过微观混合实验确立了 C-CFMCR-2进料的最佳进料方式,并验证了随着开口大小的增加最佳体积流量也在一定范围内增加的工艺特点。实验在S-CFMCR探究的基础上,将Ni掺杂MnO2电容材料的制备引入C-CFMCR-2反应体系中,并研究了不同放大倍数下材料的形貌与电化学性能,通过N2吸附脱附测试对C-CFMCR-2制备的Ni掺杂MnO2材料进行孔分析,结果表明材料内主要分布孔径3.8 nm的孔,介孔率高于80%(孔径2～50 nm),具有148 m2/g的高比表面积。通过电化学性能测试证明10倍放大制备的复合材料初始比电容370 F/g左右,循环充放电500次后电容保持率达91%,是性能优良的电容材料,表明C-CFMCR-2工艺具有潜在的应用价值。