近年来,超级电容器作为一种新型的储能器件,以其能量密度高,循环寿命长及绿色环保等优势在新能源和电子通信等领域有着广阔的应用前景。其中,电极材料对超级电容器的比容量和循环稳定性有极其重要的影响。因此对超级电容器电极材料的研究成为国内外研究学者最关注的焦点之一。而在众多超级电容器电极材料中,将过渡金属氧化物与纳米碳材料复合,充分发挥两者的优势,从而最大限度地增加电极材料的功率密度、能量密度,以及提高循环稳定性是近几年研究超级电容器电极材料的一个热点。本论文则采用具有弹性特性的钛片为基底,用火焰燃烧法中产生的独特的硫化气泡为模板,生成一种空心的碳纳米球的边缘区域上镶嵌着Mn3O4量子点,同时也在钛片基底上快速生成些纳米碳复合材料。实验在空气中进行退火处理。当它应用于超级电容器中,作为电极材料,由于特殊的结构,电极显示出巨大的活性、高循环性及弹性稳定性。经电化学测试后,这种基于Mn3O4镶嵌修饰的空心碳纳米球电极在2mV/s的扫描速度下,平均最高比电容可达316F/g,比没有Mn3O4镶嵌修饰的空心碳纳米球电极,性能上要提高94.7%。此外,Mn304镶嵌修饰的空心碳纳米球电极在经过2000次循环充放电后,依然可保持其原始比容量的82.4%,在经过36000次的不断机械振动后,可保持其原始比容量的78.3%。显示出卓越的循环稳定性和弹性稳定性。为进一步优化有Mn3O4镶嵌修饰的空心碳纳米球电极,将样品置于液氮环境进行冷淬火处理。经过SEM和Raman等测试技术测试结果表明该微观表面形貌上有更多的缺陷和空隙,它横截面厚度有所增加。经过电化学测试,此电极材料表面形貌的变化可使经冷淬火处理的Mn3O4镶嵌修饰的空心碳纳米球的电极有着更高功率密度、能量密度以及更高的比容量,达到397F/g,提高了 27.7%。在循环稳定性上也有所提高,同样经2000次循环后,经冷淬火处理的电极有一定提升,达到86.2%的比电容保持率。经以上实验表明,这种火焰燃烧法在制备超级电容器电极材料方法中是低廉有效的,是作为制备空心纳米球结构的材料并应用于电子器件领域有广阔前景的合成方法。