人类进入21世纪之后，能源短缺问题已经非常严重。传统化石能源的不可再生使得人类必须寻求可替代的再生能源。而且环境问题也是当前面对的一大难题，所以研究开发清洁环保的可再生能源成为人类的当务之急。同时，开发能源的有效存储技术也是当前的一大挑战。目前，常见的储能器件包含锂离子电池，钠离子电池和超级电容器。超级电容器又叫电化学电容器，可以广泛应用在大功率设备，电动汽车，智能电网中。而超级电容器的电极材料是决定其性能的主要组成部件。二元金属氧化物和氢氧化物具有比较高的比容量，是最有可能实现高能量密度的超级电容器电极材料。本文主要通过纳米合成技术，控制电极材料的微观形貌，不同活性材料复合，活性材料与集流体的结构设计优化，制备具有更加优越电化学性能的复合电极。　　本研究主要内容包括：⑴以低成本的棉花作为合成模板，采用简单方便的水热合成外加空气炉中热处理的方法合成多孔的NiCo2O4/C纳米纤维。该合成材料是一个多孔的结构，具有较高的比表面积（28.7 m2 g–1），因此该材料具有很高的比容量（在低电流密度1 A g–1下比容量达到1029 F g–1）。另外，合成的电极材料的介孔占据了很大比例，所以在大电流密度60 A g–1下，比容量仍然可以达到771 F g–1，表现出很好的倍率性能。⑵通过一步水热法将NiMoO4纳米片直接生长在导电性高的泡沫镍基底上，直接形成一个免粘结剂的复合电极NiMoO4 NPAs@Ni。该复合电极在电流密度为2 mA cm–2的电流密度下面积和质量比容量分别为3.4 F cm–2和2138.4 F g–1。而且该复合电极同样表现出优越的的倍率性能和循环性能。在大电流密度60 mA cm–2下，其容量依然有1.44 F cm-2，而循环3000圈后，仍然可以保持初始值的87％。这是因为合成的NiMoO4纳米片是垂直地长在泡沫镍的表面，形成许多的孔结构，增加了其比表面积（54.97 m2 g–1），因此提高电极材料的比容量。另外，由于该复合电极具有一个三维的电子和离子快速传输通道，所以具有非常优越的倍率和循环性能。⑶为了进一步提高电极材料电化学性能，作者通过两步水热法在碳布基底分别沉积 NiCo2O4纳米线和 NiMoO4纳米片，形成一个三维分级核-壳结构的CC@NiCo2O4@NiMoO4复合电极。该复合电极由于其特殊的结构和两种二元金属氧化物的协同作用，具有非常高的比容量（电流密度为2 mA cm–2的面积和质量比容量分别为2.917 Fcm-2和1325.9 Fg-1）。而且，由于NiCo2O4纳米线的导电性比NiMoO4纳米片更好，所以电子可以通过NiCo2O4纳米线快速地传输到NiMoO4纳米片表面，有利于整个复合电极的倍率性能。此外，由于该复合电极是一个核-壳结构，所以其结构具有稳定性，在循环2000圈后，仍然可以保持初始值的90.6%，体现出其优越的循环性能。⑷为了进一步提高电极材料电化学性能，本章引入比容量非常高的二元金属层状氢氧化物。作者首先在泡沫镍上水热形成 NiCo2O4纳米线阵列，然后通过电沉积的方法，将超高容量的镍，钴二元金属层状氢氧化物包裹在 NiCo2O4纳米线上，形成一个三维的核-壳纳米团簇结构。该复合电极表现出超高的比容量，在电流密度2mA cm-2下面积和质量比容量分别为5.72 Fcm-2和2269.8 F g-1。另外，该复合电极具有非常好的电子导通能力，所以大电流密度60 mA cm-2下比容量仍然可以保持小电流密度下的69.2%，表现出非常优越的倍率性能。此外，由于该复合电极是一个核-壳结构，所以在循环3000圈后，性能仍然可以保持90.7%，表现出该结构卓越的循环性能。