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在当今的可持续发展和环保的道路上,高效的能源生产与储存成为全球追求的目标。因此,各种各样的储能技术被开发出来,其中包含机械形式储能、物理过程储能、电化学反应储能以及热储能等等。在众多储能元件中,超级电容器由于具有高功率密度、快速地充放电速率、较长的循环寿命、较大的工作温度区间等等优点,被广泛用于高功率电源中、电动车领域和便携式电子设备等领域。根据其储能机理,超级电容器可以分为双电层电容器（依靠静电吸附形成电荷双电层储能）和赝电容器（主要是依靠发生氧化还原反应储能）。一个典型的超级电容器包含有两个工作电极、电解液和隔膜,其中主要是电极上的活性材料担当了储能的角色。当前,超级电容器用电极材料有很多种,比如导电聚合物材料（聚苯胺和聚吡咯等）、金属氧化物材料（二氧化锰、氧化镍和氧化钴等）和炭基材料（多孔碳、碳纳米管和石墨烯等）。在这些材料中,聚苯胺、二氧化锰和多孔碳由于制作成本低、对环境友好、来源广泛和高理论比电容（前两者）等优点,而受到广泛关注。然而,聚苯胺和二氧化锰的实际的比电容和循环新能仍需要提升;传统的多孔碳材料又是经过活化处理煤、石油以及其衍生物来得到,而且制备的多孔碳同样展现了低比电容;这些都限制了其在超级电容器中的应用。因此,本文考虑了以上材料现存的问题,我们采用不同的合成方法,基于以上三种材料制备了新型的纳米复合材料,这些复合材料表现了较好的电容行为。具体工作如下:1.采用一个简单而有效的方法来提升聚苯胺基材料的循环性能,借助导电剂乙炔黑和牺牲模板剂二氧化锰纳米管,化学氧化聚合生成具有1D分枝状中空结构的聚苯胺/乙炔黑复合物。此种结构有效地提高了活性材料的利用率,缩短了离子与电子的传输路径,其中的乙炔黑导电碳网格提高了复合材料的导电性以及循环稳定性。PANI-5%AB复合物电极材料经过1000次循环伏安测试（50 m V s-1）,比电容保留率为86%,较高于纯聚苯胺材料的（53%）。此外,PANI-5%AB电极材料还具有较好的比电容(520 F g-1在1 A g-1的电流密度下),而纯聚苯胺的比电容只有271 F g-1。使用活性炭作为负电极材料与PANI-5%AB电极组装成非对称的超级电容器,展现出的能量密度和功率密度分别为17.8 W h kg-1和1361 W kg-1(2A g-1),14.1 W h kg-1和6.32 W kg-1(10 A g-1)。2.将PVDF/AB作为种子层涂敷在集流体泡沫镍上,采用一步水热合成法制备了二氧化锰/氢氧化镍复合物,此种材料均匀一致地生长在泡沫镍表面,具有独特的3D山脊状多孔结构。这种山脊状多孔结构有利于存储电解液离子,缩短了离子的扩散路径,以及维持较好的机械性能。具有此种结构的MN-NF/AB电极材料表现出电极的面容量为4.86 C cm-2和面电容为10.15 F cm-3(电流密度为4 m A cm-2),要远高于纯二氧化锰电极的(M-NF/AB,1.42F cm-3)。组装成的MN-NF/AB//活性炭片非对称超级电容器也展现了较大的储能能力,最大能量密度为3.62 m W h cm-3(37.2 W h kg-1),此时功率密度为11.00 m W cm-3(0.113 k W kg-1),而且还具有较好的循环稳定性（86%的面电容保留率,经过10000次循环）。3.我们采用巧妙的一步碳化+活化的方法制备了氮掺杂的多孔碳材料（氢氧化钾作为活化剂、NH3+N2作为保护气）,而且使用农业废料玉米秸秆芯作为前驱体,降低了制作成本。获得的氮掺杂的多孔碳材料具有较窄的孔径分布（主要集中在微孔区0.8 nm孔径和介孔区2.2 nm孔径）、高比表面积(2155 m2 g-1)和杂原子（N:3.96 At%,O:5.61 At%）,这些都保证了材料具有较大的反应界面、快速地离子与电子转移速率。得到的PSC2-700电极材料表现出高比电容为381 F g-1(水系二电极测试系统,电流密度为0.2 A g-1)、高倍率性能为82%(0.2-80 A g-1)、高循环稳定性（比电容保留率为97.6,经过50000次循环测试）。而且将其组装成有机系软包式超级电容器,具有最大能量密度为47.5 W h kg-1。总结,我们采用价格低廉的、简单的以及环境友好型的方法,成功制备了新型聚苯胺/乙炔黑、二氧化锰/氢氧化镍、玉米秸秆芯制多孔碳电极材料,使得原本的聚苯胺、二氧化锰和多孔碳材料的电容性能得到提升。这些低成本的改进后的复合材料都有希望应用在超级电容器的工业生产中。