超级电容器因快速充放电、能量密度高、稳定性好及环保等优异性能,被视为是一种可取代燃料电池与蓄电池的新型能量储存设备。通常情况下,决定超级电容器储能方式的关键因素是电极材料。电极材料的选择不同,所展现出的储能原理也大不相同。碳材料优良的导电性及稳定性使之成为首选的电极材料,但容量较低;金属氧化物有着较高的电容,但较差的导电率使得循环稳定性降低。而过渡金属氮化物因具有较高的理论比电容、机械稳定性和良好的导电性引起广泛关注。因此,本文选择过渡金属氮化物作为电极材料并研究了其电化学性能。利用等离子体直流电弧法和多巴胺原位自聚合法,以金属钛为原料分别制备了TiN纳米颗粒、TiN@CN纳米胶囊以及TiN-NiO复合材料。样品的形貌结构、物相以及表面化学成分将结合X射线衍射仪、拉曼光谱、X射线光电子能谱以及透射电镜进行表征,使用电化学工作站对所制备样品进行电化学相关测试及性能分析。以金属钛为原料,采用等离子体直流电弧法联合多巴胺原位自聚合法制备了TiN@CN纳米胶囊。实验过程中,通过改变多巴胺的量来调节自聚合反应过程中CN的生成量。结果表明:当TiN与多巴胺的重量比为1:1.5时,TiN@CN纳米胶囊的电化学性能达到最佳,最高比电容为119 F g^-1,在2 A g^-1电流密度下容量保持率在5000次循环后仍可达到92%。TiN@CN纳米胶囊优异的电化学性能是因为碳壳与TiN核之间的协同作用增强了材料的导电性,加快了电子传输能力。以金属钛、镍为原料,采用等离子体直流电弧法以及微氧化处理成功制备了TiN-NiO复合材料,并通过XRD、TEM对样品进行表征。将TiN-NiO复合材料制备成工作电极,在三电极系统下进行电化学测试。测试结果表明,当NiO复合量为3wt%时的比电容最高,在电流密度为2 A g^-1时的比电容高达1209.1 F g^-1,且在5000次循环测试后容量保持率仍可达到80%。实验表明,金属氧化物可以大幅提高材料的电容,TiN良好的导电性可以增加材料的导电性,二者协同作用提高了电化学性能。研究表明,本文设计的TiN@CN纳米胶囊与TiN-NiO复合材料均具有原料易得、制备工艺简单、成本较低等优点,电化学性能相比于纯相TiN大幅提高,是一种良好的具有发展前景的电极材料。