随着工业社会的快速发展，人类对能源的需求量急剧上升。然而，煤炭、石油、天然气等不可再生能源的逐渐减少以及日益突出的环境问题，使能源和环境成为备受关注的社会问题。因此，发展低碳经济和清洁可再生能源已经成为世界各国非常重视的议题。本论文旨在探索新型的水系电化学电容器方面做点有益的和富有启发性的工作。电化学电容器按照储能机理的不同，可以分为以下三种：双电层电容器、法拉第赝电容器和混合型电化学电容器。双电层电容器主要是通过在电极和电解质之间的界面上所形成的双电层电容来储能，该类电容器具有很高的功率密度和极好的循环性能。法拉第赝电容器，主要是通过在电极的表面或近表面发生快速可逆的离子嵌入/脱出或氧化还原反应来储能，该反应的特点是有法拉第电流产生，其理论比电容和能量密度较双电层电容器高出10～100倍。混合型电化学电容器的两个电极分别采用不同的储能机理，其中一个电极选用双电层电容类电极材料如活性炭，另一个电极选用赝电容类或二次电池类电极材料。因此，混合型电容器可同时具有双电层电容器的高功率密度和法拉第赝电容器或二次电池的高能量密度的特点。与有机电解液相比，以水溶液作为电解液的水系电化学电容器在能量储存系统中具有重要的地位。水系电解液具有更高的离子电导率，因此其功率性能远远优于有机电解液。而且，水系电解液的价格便宜，安全性能好，环境污染小以及操作方便。因此，水系电解液更适合用作电化学电容器的电解液。目前，对于水系电化学电容器正极材料的研究比较广泛，但是对负极材料的研究却较少，且现有的报道也都由于其容量低、循环性能差而不能与正极材料实现很好的匹配。因此，本论文主要以纳米带状MoO3和聚吡咯包覆MoO3复合材料等负极材料作为研究对象，就材料制备、结构和形貌特征，以及它们在水系电解液中的电化学性能展开研究，主要内容如下。本论文第三章介绍了水热法制备MoO3纳米带状负极材料，并通过低温原位氧化聚合法对其进行PPy包覆。由PPy@MoO3//AC组装成的混合型电化学电容器在0.5M K2SO4水溶液中表现出了优异的电化学性能。研究表明，PPy@MoO3纳米复合物比未包覆的纳米带状MoO3具有更好的倍率性能和循环稳定性。PPy@MoO3//AC组成的超级电容器在功率密度为75W kg-1时，其能量密度为20W h kg-1；当功率密度为3kW kg-1时，其能量密度仍保留有12W h kg-1。充放电循环600次后，PPy@MoO3纳米复合物的容量衰减率仅为17%。本论文第四章研究了由PPy@MoO3//Na0.35MnO2组装成的法拉第赝电容器在0.5M Na2SO4水溶液中的电化学性能。该混合型电容器的充放电电压范围为0-1.7V。然而，当功率密度高达2.6kW·kg-1时，其能量密度为18Wh·kg-1，占功率密度80W·kg-1时的能量密度的90%。1000次充放电循环后，PPy@MoO3纳米复合物容量损失21%。