超级电容器具有高电容量及高倍率性能的优点,是一种很有应用前景的储能装置。设计具有良好的物化性能和结构的高效电极材料对下一代高性能超级电容器的研发具有重要意义。石墨烯（Gr）、碳纳米管（CNT）和碳纳米线圈（CNC）等碳纳米材料及其复合材料具有优异的导电性、大比表面积、高稳定性、易加工和低成本等优势,是极具潜力的电极材料。然而,Gr的堆叠和CNT的团聚降低了其比表面积,从而限制了其表面赝电容纳米结构体的均匀生长。此外,导电剂和粘结剂的使用也影响了电极的电化学性能。为了解决这些问题,本论文工作致力于制备Gr和CNT的无粘结剂三明治式结构体,以增加其比表面积,提高双电层电容器的性能;将三维CNC导电网络和具有高赝电容活性的NiCo化合物均匀复合,充分发挥其协同效应,提高其电容量。主要研究成果总结如下:1)采用化学气相沉积技术制备了 CNT和多孔还原氧化石墨烯薄膜（RHGOF）相复合的三明治结构薄膜电极。其中生长在石墨烯层间的CNT充分发挥了间隔和桥联作用,形成导电网络,从而有效地提高了 RHGOF的电导率,同时生长在石墨烯表面的CNT增大了其比表面积。这种复合电极与纯RHGOF电极相比,具有更快的离子扩散速率、更长的扩散距离以及更加丰富的离子储存位点。在0.5 A g-1的电流密度下,比电容量达到557 F g-1,且倍率性能和循环稳定性优异。2)通过溶剂热法将钴酸镍（NiCo2O4）生长在具有高电导率的CNCs/泡沫镍（NF）基底上,制备了一种无粘结剂的NiCo2O4/CNCs/NF电极。其中NiCo204纳米片的多孔特性和CNC独特的三维螺旋形貌,均增加了复合电极中电化学活性位点的数量,同时CNCs/NF导电网络有利于电解质离子在结构内部的扩散。在此基础上,NiCo2O4纳米片阵列与CNCs/NF导电网络发挥了协同作用,促进了氧化还原反应。优化后的电极在1 A g-1的电流密度下具有2821F g-1的比电容,在5 A g-1的电流密度下循环3000次后,容量保持率为91.7%。3)将NiCo氢氧化物置于氨气中,在不同温度（400、500、600和700℃）下退火处理生成了 NiCoNx/CNCs/NF结构体,制备了具有良好电导率且无粘结剂的复合电极。其中经过600℃退火处理的样品电化学性能最优,在1 A g-1的电流密度下的比电容高达5235 F g-1,在50A g-1下的倍率容量为86%,3000次循环后的容量保持率为95.6%。这种将NiCoNx纳米颗粒锚定在CNCs/NF导电网络上的复合结构,在高性能超级电容器中有广阔的应用前景。4)为了充分利用CNT的纳米尺度、高比表面积和导电桥联作用,本研究采用真空抽滤技术将CNT填充于具有多孔性和丰富的电化学活性位点的NiCoSx/CNCs复合结构体的空隙中,构筑了无粘结剂的CNTs-NiCoSx/CNCs/NF新型复合电极。CNT的引入有效增大了电极的比表面积,提供了充足的离子储存位点和电荷转移通道,并和NiCoSx的赝电容特性协同作用。优化后的CNTs-NiCoSx/CNCs/NF复合电极在电流密度为1 A g-1时的比电容为3184 F g-1,3000次循环后的容量保持率为97.2%。