超级电容器是一种新型高性能能量存储设备，具有超高的功率密度，快速的充放电速率，更长的循环寿命和更低的维护成本。本论文利用碳纤维良好的电传导性能、典型的双电层电容性，以及聚苯胺（PANI）导电聚合物大的赝电容性质，在碳纤维及功能化碳纤维的基础上，通过脉冲电流电化学原位聚合的方法，制备了三种特定形貌的聚苯胺/碳纤维复合材料，并对其电化学性能进行了详细而深入的研究，获得了一些有意义的结果。论文主要内容如下：　　1.详细综述了超级电容器的基本概念、工作机制、电极材料；PANI超级电容器电极材料的研究进展；碳纤维功能化的研究及碳纤维-聚苯胺电极材料的研究现状与存在问题。提出了本论文的研究课题和主要研究内容。　　2.采用脉冲电流法进行电化学原位聚合，实现了纳米纤维结构聚苯胺（PANI）/碳纤维（CF）复合材料的可控制备。采用 SEM和电化学工作站检测手段，对复合材料的结构与性能进行了表征，结果发现：通过电流密度、占空比、电解质、聚合时间的调控，可有效获得具有纳米纤维结构的PANI/CF电极复合材料，发现当电流密度为6A/g，占空比为50％，电解质为0.3M ANI+1.0M H2SO4，聚合时间为7min时，该复合材料表现出良好的电化学性能，在充放电电流为1A/g时，复合材料比电容可达到322.95F/g。同时与恒电流最优条件下得到的复合材料比较，脉冲电流下得到的PANI结构以及复合材料电化学性能都有明显的优势。此外，采用FT-IR、Raman、XRD对复合材料的化学组成、形貌结构进行了表征。通过电化学工作站测试还发现该材料呈现良好的倍率性能和循环稳定性。　　3.对碳纤维表面进行化学修饰，制备三种功能化碳纤维基材料：（1）通过碳纤维的电化学氧化制得氧化碳纤维（OCF）；通过对苯二胺与还原碳纤维的重氮化反应制得氨基功能化碳纤维（AFCF）；通过氧化碳纤维上羟基与三嗪上活性氯原子的一缩反应，以及三嗪与对苯二胺的二、三缩反应制得氨基三嗪分子功能化碳纤维（ATFCF）。研究发现：相对于碳纤维本身，这些功能化碳纤维（OCF、AFCF、ATFCF）的电化学性能都有一定的提升。　　然后，采用脉冲电流法进行电化学原位聚合，利用第2部分聚合反应的最佳条件，在这三种功能化碳纤维表面制备有序纳米结构的聚苯胺，得到了三种聚苯胺/碳纤维复合材料：PANI/OCF、PANI/AFCF、PANI/ATFCF。采用FT-IR、XRD、SEM和电化学工作站对复合材料的化学组成、形貌结构和电化学性能进行了表征和测试。研究发现：这三种复合材料均具有纳米结构，高比电容（分别为343.65，406.14和456.73F/g），良好的倍率性能和循环稳定性，可作为超级电容器电极材料。比较这三种复合材料的电化学性能，也可以发现相对于依靠非共价键（氢键和π-π相互作用等）结合 PANI得到的复合材料PANI/CF、PANI/OCF，或共价键接枝 PANI的方式得到的复合材料，PANI/ACF、PANI/ATCF的电化学性能均有明显的提高。