超级电容器既具有电容器快速充放电的特性,同时又具有电池的储能特性,是很有前景的储能器件。超级电容器的性能主要取决于电极材料,电极材料的研究一直是国内外的热点。本文首先系统研究煤、石墨烯残留炭以及两者混合制备的复合活性炭的结构及电化学性能。为进一步提高材料的容量,采用水热方法分别制备了硫化物和三种活性炭的复合材料,系统研究了复合材料的组成、结构及电容性能,期望为超级电容器矿物电极材料的设计和制备提供理论依据。以无烟煤为原料分别在600℃和800℃下制备了不同碱炭比的活性炭。结构分析表明,采用不同碱炭比制备的活性炭为无定形碳,电化学性能测试表明温度为800℃碱炭比为3:1所制备的煤基活性炭综合性能最好,在0.5 A/g电流密度下容量为142.5 F/g。以石墨烯残留炭为研究对象,研究了活化温度、碱炭比以及炭源比对碳材料结构及电化学性能的影响。结构分析表明,不同活化温度处理以及不同碳原比获得的活性炭均为无定形碳。电化学性能测试表明,在电流密度为1 A/g时,石墨烯残留炭与无烟煤的比为3:1时,电极材料的比电容最大,为186 F/g。与单一活性炭不同,复合活性炭材料为典型的混合型电容器储能机理,既有双电层反应又包含赝电容反应。采用水热法在不同pH值条件下水热法制备MoS2,结构分析表明,所获得的MoS2结晶度均较低,为非晶态。电性能测试表明pH=3时制备的MoS2比电容最大为185 F/g。在pH=3时制备了 MoS2与石墨烯残留炭的复合材料（MoS2/GR）,其中残留炭含量为15%制备的复合材料的比电容最高,为312 F/g,循环1000次后,容量保持率为96%。相同条件下制备了 MoS2与复合活性炭的复合材料（MoS2/C/GR）,在1 A/g电流密度下,复合炭含量为10%时获得了最大的容量,为536.2 F/g。采用水热法研究了乙酸镍、硫脲和柠檬酸三钠配比对NiS结构及电化学性能的影响,之后采用水热法合成了与石墨烯、煤制活性炭以及复合活性炭的复合材料,研究了材料的结构以及电化学性能。结果表明,乙酸镍、硫脲、柠檬酸三钠配比为1:7:4条件下制备的NiS纯度较好,结晶度较高,表面形貌为花状结构。在电流密度为1 A/g时容量最大为537.8 F/g,1000次循环后容量保持率为71.3%。在三类复合材料中NiS与石墨烯残留炭制备的复合材料电化学性能最好,当石墨烯残留炭含量为5%时,在电流密度为1 A/g条件下的比电容最大为774 F/g,且离子扩散阻抗最小,循环1000次后的比电容保持率为77.2%。该论文有图133幅,表4个,参考文献126篇。