超级电容器作为重要的能量存储器件具有超高的功率密度、快速的充放电速度和超长的循环寿命等优势,已经引起了人们注意并广泛应用于电动／混合动力汽车、便携式电子产品等。然而,低能量密度的致命缺点限制了超级电容器的实际应用。如何提高超级电容器的能量密度而不以损失功率密度为代价是目前面临的巨大挑战。增加工作电压是提高超级电容器能量密度的有效途径之一。为了增加工作电压,我们制备了两个不同电位窗口的电极(电极电位相对正的称为正极,反之为负极)。人们对非对称超级电容器的研究已经取得了一定的进展,然而许多研究主要集中在正极材料而忽略了负极材料。近年来,电子器件朝着柔性、可穿戴、微型化的方向发展,这也对超级电容器的结构和性能也提出了更高的要求。针对以上问题,可以通过寻找和制备性能更优异的负极材料、设计更新颖的电极结构和增加工作电压的方法来提高超级电容器的能量密度和制备柔性超级电容器。主要的工作和研究成果如下：(1)采用简单的两步水热法,将三维分级纳米结构的CoSe2成功的生长在导电碳布上,在三电极体系下,CoSe2/碳布电极具有优越的电化学性能,值得注意的是,CoSe2/碳布电极的循环伏安电压窗口为-0.8-0 V,表明三维分级结构CoSe2可以作为负极材料。采用CoSe2/碳布电极和MnO2/碳布电极分别作为负极和正极,PVA/LiCl作为固态电解质制备出了全固态非对称超级电容器。制备的非对称超级电容器具有很高的能量密度0.588mWh/cm3,很好的电化学稳定性,优异的柔韧性和机械稳定性。(2)使用直接在碳布上生长MnO@C纳米片和Co3O4纳米线分别作为负极和正极,成功的制备了电压窗口达到1.7 V的非对称超级电容器。其工作电压与0.6 V相比,能量密度提升了2560%,获得的最大能量密度为52.98Wh/kg。(3)采用水热法直接在碳纤维上生长超薄的MnO2纳米阵列,在电流密度为2.5A/g时,MnO2/碳纤维电极具有634.5 F/g的高比容量和优异的电化学稳定性。使用MnO2/碳纤维(正极)、石墨烯/碳纤维(负极)和PVA/LiCl凝胶电解质(电解液和隔膜)制备出线状全固态非对称超级电容器。制备的线状超级电容器具有优异的柔韧性和电化学稳定性甚至可以编织进纺织物中。此外,制备的线状超级电容器在没有外加电压的情况下成功驱动基于CdS纳米线的光探测系统。(4)研究了高能线状非对称超级电容器的可拉伸性能。采用简单的水热法直接在高导的316 L不锈钢上生长了Mn02纳米片和RGO片。随后,将MnO2/钢丝和RGO/钢丝电极缠绕在弹性基底上并涂上PVA/LiCl作为固态电解质和隔膜,成功的制备出线状非对称的可拉伸超级电容器,其工作电压可以达到1.6 V,在拉伸400%的状态下,超级电容器的电化学性能基本不变。