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本论文以尖晶石结构钴酸盐材料为研究对象,探索设计合成高性能超级电容器电极材料。主要研究成果如下:1.通过水热法将NiCo2O4纳米针阵列直接生长在不同基底上,随后将不同基底上的NiCo2O4纳米针阵列结构直接当做工作电极研究其超级电容器性能。研究结果表明,在1 A g-1的电流密度下NiCo2O4 NNAs/N.F.（泡沫镍）的比电容达到655 F g-1;在电流密度增加到20 A g-1时,比电容仍保持在544 F g-1,表现出优异的倍率性能。此外,泡沫镍基底上的NiCo2O4纳米针阵列的比电容和倍率性能都优于碳布基底上的NiCo2O4纳米针阵列,说明了基底的导电性对性能有很大影响。经过4000次循环后,NiCo2O4 NNAs/N.F.的比电容仍保持在初始值的81%。2.采用两步水热法成功合成分层NiCo2O4@Ni0.5Co0.5MoO4（NCO@NCMO）核/壳纳米结构。SEM和TEM等手段对NCO@NCMO核/壳纳米结构的表征观测证明成功合成了该结构。随后将该集成电极直接用作工作电极,通过电化学工作站对其电化学性质进行深入的测试研究。结果表明,NCO@NCMO核/壳纳米结构表现出优异的电化学性能。在2 m A cm-2时,NCO@NCMO核/壳纳米结构的比电容达到761 m F cm-2,远大于NCO NNAs的477 m F cm-2,该结果表明设计合成的NCO@NCMO核/壳纳米结构的电化学性能得到了很大提升。3.在碳布上成功设计并合成了Ni0.5Co0.5（OH）2纳米片包覆Cu Co2O4纳米针的核/壳纳米结构阵列。首先制备独立有序结构稳定的Cu Co2O4纳米针阵列作为高效导电支架,随后通过电沉积方法将Ni0.5Co0.5（OH）2超薄纳米片负载在Cu Co2O4纳米针阵列上,进而增加比表面积和电化学活性位点以增强电化学性能。电化学性能测试结果显示Cu Co2O4@Ni0.5Co0.5（OH）2纳米结构在1 A g-1的电流密度下比电容达到1935 F g-1,在40 A g-1的大电流密度下比电容仍保持在1497 F g-1,表明其具有良好的倍率性能。此外,组装的Cu Co2O4@Ni0.5Co0.5（OH）2//AC非对称超级电容器表现出优异的电化学性能。在1 A g-1时比电容达90 F g-1,在800 W kg-1的功率密度下能量密度达到32 Wh kg-1。更重要的是,组装的器件表现出优异的循环稳定性(在8 A g-1的大电流密度下循环12000次能保持在初始值的91.9%左右)、机械稳定性和柔韧性,表明其作为能量储存装置的巨大应用前景。4.通过水热法以及后续热处理过程,在泡沫镍上制备了Zn Co2O4纳米针状阵列（ZCO NNAs）。将该ZCO NNAs直接作为工作电极沉积镍钴硫化物（NCS）纳米片,形成了核/壳分层纳米结构。高导电性和结构稳定性的ZCO NNAs内核加上大比表面积和高活性位点的NCS纳米片外壳形成的ZCO@NCS核/壳纳米结构表现出了优异的电化学性能。在1 A g-1的电流密度下ZCO@NCS核/壳纳米结构的比电容达到700 F g-1,远高于ZCO NNAs的273 F g-1。这种结果证明了我们所设计合成的ZCO@NCS核/壳纳米结构用以提高电化学性能是非常可行的。