随着人们对小型、轻质、可移动电子器件的需求不断提升,高能高功率的储能器件正迅猛发展。在各种储能器件中,电化学储能器件因其独特的优势而备受关注：成本低、寿命长、能量高且可逆性好。目前电极材料仍是制约化学储能器件性能及应用的关键,本文主要探究了‘维电极材料在锂离子电池和超级电容器中的应用,具体研究内容及结果如下：1.基于静电纺丝法和后续热处理过程制备了均匀碳包覆的一维Li4Ti5O12(LTO)纳米复合纤维。所得纤维由LTO纳米颗粒轴向互联组成,而且纤维表面包覆少量碳层。当用作锂电池负极材料时,一维复合纤维表现出高倍率储锂性能。另外本文详细研究了复合纤维中的碳含量对电化学性能的影响,发现含适量碳的电极有利于获得高性能。这主要归因于LTO纳米颗粒和包覆碳层的协同效应,纳米尺度的LTO颗粒和适量的高导电碳层不仅可以缩短离子传输路径还能提高复合电极电导率。该一维电极的制备方法简单有效,非常适用于大规模制备高性能LTO负极材料。2.基于静电纺丝结合后续“两步”热处理法制备了一维多孔结构的LTO/C (PLTO/C)复合纳米纤维。在之前一步高温热处理制备碳包覆LTO纳米纤维的基础上,进一步将其在空气中进行低温热处理。在此过程中碳部分燃烧,释放的气体在纤维中留下孔洞,同时LTO纳米颗粒在此低温下也不会长大。该过程可以制备集碳包覆、纳米化和多孔结构三功能于一体的纳米复合材料。当被用作锂电池和混合电容器电极材料时,PLTO/C表现出超高的倍率性能和优异的循环稳定性。3.针对LTO理论比容量较低的问题,制备了一维多孔结构的LiNb3O8(理论比容量389mAhg-1)纳米纤维电极材料。多孔纤维由尺寸约为20nm的纳米颗粒相互连接而成,颗粒之间布满了大量的介孔。用作锂电池负极材料时,LiNb3O8纳米纤维表现出高容量、优异的循环稳定性和倍率性能,在0.1C的电流下首次容量达241.1mAhg-1,100次循环后可逆容量达170.1mAhg-1。在原位XRD测试的研究基础上，我们对LiNb3O8的储锂机制进行了探讨研究,发现LiNb3O8首次嵌入3.6Li后相结构完全改变,新生成的产物在后续的充放电循环中经历可逆的嵌入式反应。另外我们进一步制备了一维碳包覆的LiNb3O8纳米复合材料,并取得了更为优异的电化学性能。本工作为探索其他电极材料的结构与性能的关系提供了参考范本。4.以静电纺丝所得碳纳米纤维纸为基底,分别负载花状Bi203和Mn02并作为电极材料组装了柔性非对称电容器。碳纳米纤维纸质轻、多孔网络结构、导电且高柔性,是一种负载活性物质的理想基底材料。通过简单的湿化学法即可负载约9mg cm-2的Bi203,占复合电极总质量的～85%。优化后的柔性非对称器件可以在1.8V的高压下工作,基于整个电极面积或质量的最高能量和功率密度分别达43.4μWhcm-2(11.3W h kg-1)和12.9mW cm-2(3370W kg-1)。不同于以往仅仅基于活性物质计算容量的工作,本工作获得了高负载活性物质的柔性电极,为制备高能量电容器提供了一种新思路。5.为了提高一维同轴线形电容器的能量,设计制备了新型同轴非对称电容器。将负载有CNT的碳纳米纤维纸(壳电极)包裹在沉积有Mn02的多孔金线表面(核电极),两电极间灌注少量凝胶电解液即可制得一维同轴非对称电容器。线形非对称器件能在1.8V的高电压下工作,不仅表现出高容量(12mF cm-2)和高能量(5.4μWh cm-2)而且循环性能优异,2000次循环后,容量保持率达90%。多孔金线柔性高且表面多孔结构可以为活性物质的沉积提供大量的负载空间。当被用作负载骨架时,多孔金线不仅可以充分利用Mn02活性物质,还能促进离子／电子在整根电极上快速转移。