随着不可再生能源资源消耗的态势日趋紧张,研发新一代储能设备成为当今世界发展的主题。介于电池和传统电容器的超级电容器由于兼具较高的能量和功率密度成为一种新型的高效储能装置进入大众视野。依据储能机理不同,通常可将其分为两种类型:双电层电容器和赝电容电容器。超级电容器常用的电极材料主要有碳材料,过渡金属化合物和导电聚合物。虽然超级电容器在新型储能设备中具有诸多优势,但仍存在各种各样的局限性,从而降低了其能量密度和使用寿命等电化学性能,很大程度上制约了其在现实中的发展。针对上述局限性,合理设计纳米复合材料电极结构是提高其器件电化学性能的重大举措。本文通过对复合电极材料结构的合理设计以提高电极材料的能量密度,功率密度和循环稳定性等相关参数,最终提高超级电容器的电化学性能。主要研究内容如下:（1）通过水热和电沉积实验步骤成功设计了生长在碳纸上的Fe Co2S4@Ni（OH）2核-壳空心纳米管电极材料。Fe Co2S4空心管状阵列通过水热反应垂直生长在碳纸上,作为缩短离子传输路径的“核心”,基于恒定电压电沉积在空心管状骨架上改性的Ni（OH）2薄片展现出出色的赝电容特性。层状结构的Ni（OH）2薄片充当“壳”以扩大比表面积,有效地增加了法拉第反应的活性位点。分级结构之间的协同作用显著提高了它们的电化学性能。Fe Co2S4@Ni（OH）2独特的核-壳结构在1 A g-1时展现出239.7 m A h g-1的高容量,即使在8 A g-1时仍保持128.0 m A h g-1的容量,具有良好的倍率性能。特别是由Fe Co2S4@Ni（OH）2纳米阵列正电极和活性炭（AC）负电极组装而成的不对称超级电容器具有超高的能量密度(在800 W Kg-1时为55.3 Wh Kg-1)和更高的功率密度(15.8 Wh Kg-1功率密度高达8000 W Kg-1)。经过10000次充放电循环后,不对称组件的电容保持率仍为93.8%。充电完毕,能点亮一定数量的蓝色发光二极管（LED）数分钟。（2）通过两步水热反应和后续的退火氧化和碳化反应,我们成功设计合成了核-壳-壳Mn Co2O4@C@Ni Mo O4纳米棒状复合材料。合成的该复合电极类似蒲公英状,由Mn Co2O4纳米棒充当复合材料的“骨架”。经0.15 M葡萄糖溶液浸泡并碳化后得到的C层,不仅增加了纳米复合材料的导电性和倍率性能,而且缓解了在电化学测试过程中碱性电解质对纳米电极材料的侵蚀。附着在最外层的Ni Mo O4纳米片,一方面增加了法拉第反应的比表面积和活性位点,同时能减缓法拉第反应过程中体积膨胀造成的比电容损失现象。赝电容特质的材料和双电层特质的材料共同作用,充分发挥了二者的优点。复合电极Mn Co2O4@C@Ni Mo O4在三电极性能测试中显示出优越的比电容(电流密度为1 A g-1时具有比电容1602F g-1)。在两电极电化学测试中,显示出超高的能量密度(900 W Kg-1时能量密度高达41.7 Wh Kg-1)和功率密度(17.5 W h Kg-1时功率密度高达9000 W Kg-1)。将与活性炭组装成的两个不对称超级电容器进行串联连接,能使蓝色发光二极管（LED）小灯泡发亮。