超级电容器具备高比容量、高功率密度、循环寿命长、环境友好等诸多特点,是绿色能源发展的重点领域。而电极材料是影响超级电容器电化学性能的主要因素。在众多的电极材料之中,二氧化锰（MnO₂）具备高的理论比容量（1370 F/g）、原料丰富、价格低廉、晶型多样等诸多优势,是超级电容器理想电极材料,但是由于其本身的半导体特性,导致其导电性差,循环过程中稳定性差,限制了其实际应用。研究表明,通过金属离子掺杂对MnO₂进行改性,有利于提高其电导率,进而提高其电化学性能。本文旨在通过不同的金属离子掺杂,来提高MnO₂的电化学性能,并且分析循环过程中的形貌演变规律,揭示掺杂对循环稳定性的影响机制,进一步结合原位核磁共振（In-situ NMR）表征揭示MnO₂充放电机理。具体研究结果如下:（1）用化学沉积法制备了Al掺杂MnO₂（Al-MO）和纯MnO₂（MO）样品,并对其晶型、形貌和元素组成等进行分析,证明Al元素的掺杂成功。对两种电极电化学性能分析,Al-MO电极在1 A/g的电流密度下比容量为264.6 F/g,高于MO电极（180.6 F/g）,而且Al-MO电极在室温和高温（50°C）情况下都具备优越的循环稳定性,10 A/g的电流密度下循环10000次电容量保持率都在100%。（2）通过对Al-MO电极循环中微观形貌的分析发现,在高温、室温情况下Al-MO电极形貌演变有相同的变化规律,这是其高温循环稳定性的重要原因。并通过In-situ NMR技术对Al-MO和MO电极循环过程中结构稳定性进行探究,发现Al-MO结构稳定。并结合循环过程中形貌的观察结果,我们发现Al-MO电极形貌演变可能遵循“粉末化—自组装”的过程,这对于MnO₂基电极材料充放电机理的研究以及提高循环稳定性具有重要的指导意义。（3）用水热法制备了Sn掺杂MnO₂（Sn-MnO₂）样品,与纯MnO₂纳米结构相比,Sn-MnO₂中出现了新结构—纳米棒,说明Sn掺杂对于MnO₂形貌产生了影响。对Sn-MnO₂和MnO₂电极材料的电化学性能进行分析,Sn-MnO₂电极在1 A/g的电流密度下比容量为243.6 F/g,而MnO₂电极比容量仅为148.6 F/g。Sn-MnO₂电极在10 A/g的电流密度下循环10000次电容保持率在95%,进一步研究发现Sn-MnO₂电极循环过程中的电极脱落和形貌演变是其电容量衰减的主要原因,这对于掺杂二氧化锰电极材料循环稳定性的提高起到了一定的指引作用。