低能量密度是超级电容器成为主流储能装置的最大障碍,而提高能量密度需要解决的是如何调控其电极材料微观结构的关键问题。本文基于超级电容器的电化学机理,针对目标电极材料的物性,采用不同的合成方法制备出多种具有高电化学性能的二维纳米结构化电极材料。具体研究结果为:⑴纳米结构化石墨烯的制备及电化学性能研究:采用改进的Hummer方法合成了氧化石墨烯,之后水热还原制备出分级二维纳米结构化的石墨烯。电化学测试的结果表明,此结构的石墨烯具有明显的赝电容性质,且其比容量较高:在电流密度为1.5 Ag^-1时,其比容量为2152 F g^-1;在高电流密度为60.6 Ag^-1时,其比容量为606 F g^-1。⑵纳米花状δ-MnO₂的制备及电化学性能研究:采用微波水热法制备出纳米花状的δ-MnO₂,其花状结构提供了有利于电解质离子快速转移的通道,且其薄厚度的二维纳米花瓣可以最小化电解质离子在材料内部的扩散距离,因此而展现出较高的电化学性能:在扫描速率为5 m V s^-1时其比容量为328 F g^-1,在5000次充放电循环后其比容量仍保持原来的89%。⑶镍配合物原位合成β-Ni（OH）₂纳米片及电化学性能研究:首先采用沉淀法制备出二维纳米结构的镍配合物作为模板,然后在碱性电解质溶液中原位反应形成高电化学性能的β-Ni（OH）₂二维纳米片,其在电流密度为1.9 Ag^-1时,比容量为2568F g^-1,在高电流密度为19.2 Ag^-1,比容量仍保持在1066 F g^-1。⑷镍钴双金属层状氢氧化物的制备及电化学性能研究:以二维镍基配合物为模板,分别在水浴和溶热的条件下钴离子掺杂二维镍基配合物,然后在碱性电解质溶液中原位合成了高电化学性能的镍钴双金属氢氧化物,在电流密度为2 Ag^-1时比容量高达2100 F g^-1,而在高电流密度为41.7 Ag^-1时,比容量仍然保持在1258 F g^-1。