超级电容器是一种结构简单的电化学储能器件。与二次电池相比,它具有比功率密度高和循环寿命长两大突出优点,可广泛应用于电子、交通及军事等领域。超级电容器的性能在很大程度上取决于电极材料的结构与性质。因此,对超级电容器电极材料的研究一直是电化学储能领域的热点。氮掺杂碳材料除了具有普通碳材料的导电性良好和比表面积高的优点外,还可以在其表面发生法拉第赝电容反应,与双电层电容协同作用,拥有优于普通碳材料的电化学性能。高的比表面积、丰富的孔道结构是氮掺杂碳材料发挥其良好电化学性能的基础。传统碳材料的制备工艺通常需要大量的活化剂侵蚀碳骨架,借此形成发达的孔道结构,从而提高碳材料的比电容性能。然而,高腐蚀性的活化工艺不利于在碳材料中保留大量的氮元素。由此可见,开发新工艺制备氮掺杂碳材料具有重要意义。虽然,氮掺杂有效地提高了碳材料的比电容。但是,由碳材料组成的对称超级电容器的工作电压低,导致器件能量密度小、使用不便,因而需要比电容更高的电极材料。氧化锰不仅具有远高于碳材料的比电容值,并且具有储量丰富、价格低廉、环保无毒等诸多优点。将氧化锰与碳材料组装成非对称超级电容器,不仅可以提升正极的电荷存储密度,还可以拓宽超级电容器的工作电压范围,从而大幅提升其能量密度。然而,已有的研究一般采用水热、溶剂热、电沉积等方法制备高比表面积纳米氧化锰材料。这些工艺多存在工艺繁琐、制备效率低等问题。本研究旨在采用廉价高效的工艺技术制备兼顾成本与性能的碳材料与氧化锰材料,并系统地考察了这些材料的电化学性能。主要研究内容及结论如下:1、以乙二胺四乙酸三钾(C₁₀H₁₃K₃N₂O₈)和氯乙酸钠（C₂H₂ClNaO₂）为原料,在不添加任何外加活化剂的条件下,一步合成氮掺杂多孔碳材料。原料在碳化过程中生成的CO₂与碱金属可以温和地活化碳材料,使其形成丰富的孔道结构。同时,原料中的氮元素被大量地保留下来,在700°C碳化得到的样品中氮含量达6.54 at%。电化学测试表明,在0.5 A·g^-1电流密度下,电化学性能最佳的碳材料比电容可达313 F·g^-1,且在10 A·g^-1电流密度下,比电容保有率高达73.2%,由其组成的对称超级电容器经过30000次充/放电循环后比容量保有率为119%。2、利用有机高分子还原剂（聚乙烯吡咯烷酮,PVP;聚乙烯醇,PVA）与高锰酸钾（KMnO₄）在250°C发生氧化还原反应,制备氧化锰电极材料。其非晶介孔结构特性有效地改善了氧化锰材料的导电性。而且,通过不同的还原剂可以对产物颗粒的形貌以及团聚程度进行调控,优化其电化学性能。在1 A·g^-1的电流密度下,非晶氧化锰的最大比电容可达451 F·g^-1,在5A·g^-1的大电流密度下循环2000次后比电容保有率为69.8%。3、为验证制备工艺的可行性与材料的电化学性能,将上述两种材料（碳材料为负极,非晶氧化锰为正极）封装为非对称超级电容器。在1.6 V的工作电压下,1 A·g^-1电流密度下循环3000次后其比容量保有率为66.4%。考虑到上述材料制备工艺技术的操作简单、成本低廉,非晶氧化锰在未来的超级电容器存储系统中具有潜在的应用价值。