超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,具有充放电速度快、循环寿命长、功率密度高、环境友好等优点,在新能源领域具有广阔的应用前景。过渡金属氧化物/氢氧化物是重要的超级电容器赝电容材料,但是,电子导电性低和长期循环稳定性差制约着其应用。在导电集流体上构筑过渡金属氧化物/氢氧化物纳米阵列,是解决上述问题的有效途径。本论文在不同导电集流体上(泡沫铜、泡沫镍、碳布)构筑了氧化铜基纳米电极材料,并研究了其在6 mol L-1 KOH电解液中的超级电容性能。主要研究内容和结果如下:(1)以泡沫镍(Ni foam)为导电集流体,采用化学镀铜和化学刻蚀法构筑了 CuO纳米簇电极材料。结果表明,CuO纳米簇电极的最佳比容量为1.61 Fcm-2;循环充放电5000次后,其电容保持率为97.1%,表现出了出色的循环稳定性。以CuO纳米簇为正极、活性炭为负极的非对称超级电容器在功率密度为2.12 kW kg-1时的能量密度可达到43.12 Wh kg-1。(2)以泡沫铜(Cufoam)为导电集流体,采用热氧化和化学浴沉积法构筑了核壳结构Ni(OH)2@CuO纳米线电极材料。结果表明,Ni(OH)2@CuO电极的最佳比容量为1.625 F cm-2;循环充放电5000次后,其电容保持率为96.4%。以Ni(OH)2@CuO为正极、活性炭为负极的非对称超级电容器在功率密度为686.45 W kg-1时的能量密度可达到58.59 Wh kg-1。(3)以碳布(CCs)为导电集流体,采用化学镀铜、化学腐蚀和热脱水工艺构筑了 Cu2O/CuO纳米片电极材料。结果表明,Cu2O/CuO@Cu电极的最佳比容量为1.71 F cm-2;充放电5000次后电容保留85.6%,表明出色的循环稳定性。以Cu2O/CuO@Cu为正极、活性炭为负极的非对称超级电容器在功率密度为299.73 W kg-1时的能量密度可达到60.26 Wh kg-1。(4)以碳布为导电集流体,首先采用化学镀铜和热氧化法生长CuO纳米线,然后分别采用水热法和化学浴沉积法构筑了负极材料Fe2O3@CuO和正极材料Ni(OH)2@CuO,并组装了高性能的非对称超级电容器。结果表明,Fe2O3@CuO和Ni(OH)2@CuO电极的最佳比容量分别为0.772 F cm-2和2.282 F cm-2。以Ni(OH)2@CuO为正极、Fe2O3@CuO为负极的非对称超级电容器在功率密度为2.88 kW kg-1时的能量密度可达到81.12 Wh kg-1,经10000次循环后电容保持率高达97.9%。