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能源和环境，是全世界共同关心的一个重大问题，也是我国社会经济发展的重要问题。人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用，这将使开发低碳经济和清洁可再生能源成为世界各国非常重视的课题。太阳能、风能等是新型可再生能源的代表，也是当今各个国家关注的热点。然而这些能源地输出强烈地依赖于自然条件，有些情况下与能量需求不匹配，因此需要一个这样的能量储存系统：当能量多余时，将其储存起来，在需求时又可以使之释放出来。本工作研究重点是合成具有高比表面积的的纳米材料，提高材料容量的同时提高其能量密度。本论文的研究内容及结果包括以下几个部分：(1)固相法合成了纳米棒状Na0.95MnO2，以Na0.95MnO2为正极材料、金属锌电极为负极，在0.5mol L-1(CH3COO)2Zn和0.5mol L-1CH3COONa水溶液中组装了一种新型的水系可充电电池。该电池的平均充放电电压在1.4V，其能量密度到达78Wh kg-1。该电池在1～2V间，在4C的电流密度下进行可逆的充放电循环，在1000次循环后电容损失小于8%。(2)用水热法合成了纳米带状纳米线材料Na0.35MnO2和固相法合成了纳米棒状Na0.95MnO2。该电容器在0～1.8V间能进行可逆的充放电循环，基于Na0.95MnO2纳米棒的混合电容器在84W/kg的功率密度下，能量密度分别有26Wh/kg，AC//Na0.35MnO2纳米线混合电容器在在108W/kg的功率密度下，能量密度分别有42.8Wh/kg。而且该电容器具有较好的循环性能，在25C的电流倍率下，在5000次循环后电容损失小于4%。(3)通过水热法制备了Na0.35MnO2/CNT纳米复合材料。该电容器在0～1.8V间能进行可逆的充放电循环，基于AC//Na0.35MnO2/CNT纳米复合材料的混合电容器在3kW kg-1的功率密度下，能量密度高达33.5Wh kg-1，AC//Na0.35MnO2混合电容器在3kW kg-1的功率密度下，能量密度仅为28.7Wh kg-1。而且AC//Na0.35MnO2/CNT纳米复合材料的混合电容器具有较好的循环性能，在10000次循环后电容损失较小。(4)通过水热法制备了K0.19MnO2·0.3H2O电极材料。该电容器在0～1.8V间能进行可逆的充放电循环，AC//K0.19MnO2·0.3H2O混合电容器在156.8Wkg-1的功率密度下，能量密度分别有41.3Wh kg-1，远远高于基于AC//K0.45MnO2·0.2H2O的混合电容器在115.1Wkg-1的功率密度下，能量密度分别有28.4Wh/kg，并且AC//K0.19MnO2·0.3H2O混合电容器在156.8Wkg-1的功率密度下的能量密度也比文献报道中AC//K0.27MnO2·0.3H2O混合电容器高，当然，由于氧化还原反应赝电容的存在使得这两类超级电容器的能量密度远高于对称型电容器AC//AC在水系电解液中的能量密度。而且该电容器具有较好的循环性能，在200mA g-1的电流密度下，在2500次循环后电容损失小于5%。