超级电容器作为介于传统电容器和电池之间的一种能量存储和转换装置较好的解决了可再生能源的存储问题。其不仅具有传统电容器快速充放电特性,而且具有电池的储能特性,已在电子设备、交通运输、航空航天等领域得到应用。随着物联网和5G时代的到来,现阶段超级电容器的储能水平不足以满足社会进一步发展的需求,研发具有高能量密度、高功率密度、良好可逆性以及高循环稳定性的优质超级电容器电极材料是目前我们面临的又一挑战。与碳电极材料相比,过渡金属氧化物电极材料因具有高的能量密度、绿色环保等优势而成为关注的焦点。但过渡金属氧化物电极材料存在颗粒易于团聚粉化、电子传导速率和离子迁移率慢等问题,因此,提高导电性、改善电化学性能成为当前过渡金属氧化物的研究重点之一。本论文在对超级电容器和电极材料进行系统阐述的基础上,提出引入其他异种元素（Fe）,利用水热/溶剂热法制备电化学性能优异的Co₃O₄基二元过渡金属氧化物电极材料的思路,具体内容如下:（1）在尿素和氟化铵的水溶液中,采用水热法和煅烧法相结合的方法进行离子掺杂,成功制备了海胆状Fe掺杂Co₃O₄微球。根据XRD、EDS以及XPS表征结果证实所制备的样品为Fe掺杂Co₃O₄材料,二价和三价铁离子均存在样品中。研究反应过程中尿素对样品微观形貌和尺寸的影响。不添加铁盐,制备纯的Co₃O₄电极材料用于对比。Fe掺杂Co₃O₄电极在1 A g^-1电流密度下,比电容为710 F g^-1,高于Co₃O₄(551 F g^-1),当电流密度增加到15 A g^-1时,两者的倍率分别为79.3%和76%,上述数据表明掺杂能改善电极材料的电化学性能,这应与Fe的掺杂能增加氧化还原反应活性有关。（2）为进一步弥补离子掺杂法所造成掺杂离子含量少、分布不均匀的问题,使用价格低廉、化学性能活泼的过渡金属Fe部分取代Co₃O₄中的Co（元素取代）,成功合成了FeCo₂O₄材料,并且探究了不同溶剂配比对电极材料形貌、尺寸等微观结构的影响,FeCo₂O₄微球（FeCo₂O₄ MSs）和FeCo₂O₄纳米片（FeCo₂O₄ NSs）两类电极材料的比表面积分别为40.9和38.5 m² g^-1。FeCo₂O₄ MSs在1 A g^-1下的比电容为583.6 F g^-1,在5 A g^-1下经过5000次循环后比电容保持为71.9%。相比之下,FeCo₂O₄ NSs具有更优异的电化学性能,在1 A g^-1时比电容为852.9 F g^-1,在13 A g^-1时倍率为77.8%。FeCo₂O₄ NSs//AC非对称超级电容器（ASC）在1 A g^-1时具有的比电容为90.7 F g^-1,在功率密度为807.08 W kg^-1时,能量密度为32.26 W h kg^-1。在5 A g^-1下,经过5000次循环后,具有102.2%的比电容保持率。如此出色的性能表明,FeCo₂O₄ NSs在储能领域具有广阔的应用前景。