随着全球经济的飞速发展,人们对能源的需求急剧增加,寻找可再生能源及高效能源转化和存储技术迫在眉睫。作为一种新型的绿色功率型储能器件,超级电容器以较高的功率密度和能量密度成为下一代具有极大应用前景的新型储能装置,被广泛应用于电子器件和电动车等领域。按照电荷储存机理,超级电容器可以分为两类,一类是具有氧化还原反应电极材料的赝电容超级电容器,另一类是碳基电极材料的双电层超级电容器。目前,赝电容材料主要是研发具有重要商用价值的过渡族金属氧化物。其中,具有高比容量,环境友好,低成本和高电化学可逆性等优点的四氧化三钴是一种重要的超级电容器电极材料。但目前就电极制备方面的局限,导致有效电极活性面积和电极孔隙率降低,使离子和电子传输较慢,而且压片时所需的有机粘合剂增加了电极内阻,使本身导电性较差的Co₃O₄电极材料比容量低,循环寿命差。基于此,本文选择以泡沫镍和碳纤维为衬底来支撑电极材料,避免压片和有机粘合剂的使用,增加了有效电极活性面积,从而提高了电极材料的电化学性能。论文的主要研究内容如下:（1）通过一步水热法在泡沫镍基底生长大量炸圈状Co₃O₄电极材料,由于Co₃O₄生长在泡沫镍上,与镍片有着良好的电子接触,使得电解质离子和电子与活性位点充分发生法拉第氧化还原反应。随后对Co₃O₄电极材料进行了电化学测试,实验结果证明:在2mol/LKOH溶液中,放电电流为1mAcm^-2时,比电容为518mFcm^-2。放电电流为8mAcm^-2时,比电容为132mFcm^-2。且经过连续充放电6000圈后,其比电容减少了约25%,显示出了Co₃O₄电极材料优良的比电容特性和良好的电化学稳定性。（2）以泡沫镍为基底,采用水热法合成Co₃O₄纳米棒阵列,并以其为骨架通过CBD（化学浴法）合成了Co₃O₄@MnO₂异质结构。并测试了相应的电化学性能,实验结果表明Co₃O₄@MnO₂异质结构比单一的Co₃O₄纳米棒阵列具有更优越的电化学性能。在充放电电流密度为1mAcm^-2时,其比容量可以达到1397.2mFcm^-2,经过6000圈循环充放电测试后,比容量损失约13.9%。（3）以碳纤维为基底,采用水热法合成Co₃O₄纳米线阵列,通过CBD法,以阵列为骨架合成Co₃O₄@NiCo₂O₄异质结构,样品保留了原有的Co₃O₄纳米线阵列结构,对样品进行了恒流充放电,循环伏安以及交流阻抗测试,发现异质结构具有明显高于Co₃O₄纳米线阵列的电容量,并且异质结构的循环性能更为优越。异质结构优异的电化学性能归因于NiCo₂O₄的复合降低了整体的内阻,提高了异质结构电极的导电性。同时,异质结构中不同基元间的协同效应也对电容的提高做出较大贡献。