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超级电容器是一种能实现能量快速输入与输出的高效能源存储器件,在智能电网、轨道交通、大功率武器装备等领域有重要的应用前景,但较低的能量密度却制约着其发展。本论文针对超级电容器电极材料比电容低这一关键问题,开展了过渡金属氧化物/硫化物等新型电极材料的结构设计与性能调控研究,优选四种高赝电容电极材料,揭示了电极材料的微观结构、比表面积、结晶性、导电性与电化学储能特性之间的关系,得到了高比电容电极材料,为设计合成兼具高功率、高能量、长寿命的储能器件提供了理论依据和新策略。研究内容如下:（1）使用共沉淀法制备的MnO2无定型纳米颗粒,研究其在空气中不同温度下退火对形貌、结晶性及电化学性能的影响。结果表明,退火温度越低,MnO2材料结晶性越差,无定型特征越明显,比表面积越高,电化学反应过程中电极活性物质的利用率越高,对应的比电容也越高。无定型MnO2比表面积最高可达189 m2/g,其在1 mV/s扫描速率之下比电容可高达170 F/g。（2）采用先包裹后碳化工艺对锰氧化物前驱体材料进行改性,制备得到Mn3O4@C核壳纳米棒复合材料,研究改性对材料电化学性能的影响。材料表面无定型导电性薄膜碳层增强了电子的传输能力,同时Mn3O4的多晶结构提高了电解液中离子的渗透能力和迁移能力,从而显著提高了其电化学性能,其在4 A/g下连续循环5000次的电容保持率为95%,循环稳定性良好。（3）研究高锰酸钾和苯胺在不同配比时对产物二氧化锰-聚苯胺（MP）纳米网络复合材料微观结构及电化学性能的影响。结果表明,随着苯胺量的增多,MnO2重量质量分数升高,聚苯胺质量分数降低,MP复合材料的电化学转移电阻升高。MP纳米网络结构使活性物质能与电解液充分接触并反应,同时导电性聚苯胺使电子能在纳米骨架中快速传播,确保了电化学反应的快速进行。MP复合材料比表面高达480 m2/g,1 mV/s时的比电容可达497 F/g。（4）使用两步溶剂热法制备CoS分级多孔纳米球,提出“布朗雪球”生长机理,揭示CoS分级多孔纳米球的生长规律;通过第一性原理计算验证了CoS壳层的向外生长机制;探讨了材料比电容、硫化时间与比表面积之间的关系,CoS材料的电容同时来自双电层电容和法拉第电容;硫化9 h的样品具有最高的145 m2/g比表面积,在5 A/g下的比电容也最高,可达932 F/g。