超级电容器,是一种节能环保的新型储能设备,作为一种电化学电容器,比传统的静电电容器具有更高的能量密度,比蓄电池具有更高的功率密度。除了优异的电化学性能,超级电容器具备成熟的制备工艺、广泛的材料来源、较低的环境要求、对环境友好等诸多优势,在科学研究以及不同领域的实际应用中皆存在极大的潜力。由于储能机理存在根本性的差异,超级电容器一般可以被分成赝电容器及双电层电容器两类。在研究及实际应用过程中,赝电容器（如金属氧化物等）电极材料通常存在导电性能差的缺点,而双电层电容器（如碳基材料等）电极材料通常存在比容量偏低,倍率性能不佳以及循环寿命比较低等诸多问题。为了解决两种超级电容器材料各自性能上面所存在的问题,本论文通过结合两种电容器材料各自性能的优势,以形成协同作用的方式,同时提高材料的比容量、功率密度、能量密度及循环性能,最终制得高性能的超级电容器电极材料。主要结果如下:（1）通过真空过滤的方法,成功合成碳/四氧化三钴复合介孔空心球C/Co₃O₄MHSs/还原氧化石墨烯（RGO）复合薄膜。通过简单的自组装过程,将介孔空心球插入氧化石墨烯片层间,可以解决氧化石墨烯片层因范德华力的强作用而造成堆积的问题,从而可以加速电解质离子和电子的转移和扩散速率,而复合材料中独特的介孔空心球结构,也可为电解质的传输提供更多路径,以此获得优异的电化学性能。在与C/Co₃O₄ MHSs结合后,所获得的复合薄膜在低电流密度时可获得较高的比容量(1266 F g^-1),远高于单体C/Co₃O₄ MHSs的比容量(153.9 F g^-1)和还原氧化石墨烯薄膜（RGO）的比容量(213.5 F g^-1)。此外,利用C/Co₃O₄/RGO作为正极材料,RGO作为负极材料,成功组装了C/Co₃O₄/RGO//RGO非对称超级电容器（ASC）器件。ASC器件表现出较大的能量密度为32.7 Wh kg^-1(对应的功率密度为800 W kg^-1),同时,器件具有出色的循环稳定性能（5000圈循环,保持率85.9%）。充电后至3.2 V后,两个串联的ASCs器件能够点亮白色发光二极管（LED）。（2）通过真空过滤的方法,成功制备了混合金属氧化物空心球NiCo₂O₄/还原氧化石墨烯（RGO）复合薄膜。通过简单的组装过程,将混合金属氧化物空心球插入RGO纳米片之间,可以有效地防止RGO纳米片的自重叠同时增加RGO纳米片的层间距,这样对电解质离子渗透和电子快速扩散非常有利。所制备的NiCo₂O₄/2RGO复合薄膜表现出优异的电化学性能(在1 A g^-1时为1414.7 F g^-1)和优秀的循环保持率（10000圈,保持率为90.2%）。同时,利用活性炭（AC）作为负极材料,NiCo₂O₄/2RGO复合薄膜作为正极材料,成功构建了非对称超级电容器（ASC）器件。ASC器件展现出的最大比容量为97.4 F g^-1(1 A g^-1),最高能量密度为34.6 Wh kg^-1(对应功率密度为799.0 W kg^-1),最大功率密度为8007.4 W kg^-1(对应能量密度为19.1 Wh kg^-1)。充电后,两个串联的ASCs器件能够点亮白色发光二极管（LED）。（3）通过一种简便的真空过滤策略,成功地制备了柔性NiCo₂S₄空心球/还原氧化石墨烯（RGO）复合薄膜。所制备的复合材料中,将NiCo₂S₄空心球插入RGO纳米片之间,有效地防止了RGO纳米片的自重叠同时增加了RGO纳米片的层间距,从而加速电荷及离子的穿透性和扩散性。所制备的NiCo₂S₄/2RGO复合薄膜在1 A g^-1时可获得1000.5 F g^-1的可观比容量。利用活性炭（AC）作为负极材料,NiCo₂S₄/2RGO复合薄膜作为正极材料,成功合成了非对称超级电容器（ASC）,表现出较高的能量密度(15.4 Wh kg^-1)、较高的功率密度(2227.3 W kg^-1)并具有出色的循环稳定性（在5000次循环,保持率80.5%）。充电至3.2 V后,两个串联的ASCs器件能够点亮两个并联的红色LED灯泡至少2.0分钟。