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现代社会中，随着对能源需求量的日益增大以及由化石燃料燃烧消耗带来的环境污染问题越发严重，清洁可再生能源与相应的可持续能源储存技术己成为研究的热点。近年来，超级电容器作为一种介于传统电容器和蓄电池之间的新型储能器件，因其功率密度高、快速充放电能力强、循环周期长及兼具安全性与可操作性的优点在储能领域备受关注。然而，超级电容器的后续发展受到其能量密度低和电极材料成本较高等缺点的制约。由于电极材料是决定超级电容器性能的重要因素之一，己成为重要的研究方向，发展先进的复合电极材料是解决上述问题的有效途径之一。基于此，本论文以碳布(CC)为基体，负载一系列具有纳米结构的活性材料，构筑三维自支撑电极材料，以提高电极材料的比电容和倍率性能;同时以制备出的电极材料为正负电极，组装非对称的超级电容器，大大改善了器件的能量密度及循环稳定性。本论文的主要内容如下: (1)通过简单的恒流电沉积方法，在特定的温度下于碳布表面均匀生长氧化锌(ZnO)纳米棒阵列，其次采用水热法在ZnO纳米棒外包覆一层金属有机框架(MOF)薄层，最后用循环伏安电沉积的方法沉积聚苯胺(PANI)，构筑了三元核壳型复合电极材料。该材料具有高的电子传输效率和丰富的电化学活性位点，外层的PANI也提高了内层材料的结构稳定性，故而展现出良好的电化学性能。通过比较电沉积不同时间的PANI而得到的不同的三元复合材料，获得材料具有最佳电化学性能的实验条件，并对一元材料ZnO、二元材料ZnO/MOF和最终的三元材料ZnO/MOF/PANI进行电化学性能对比，结果表明，三元复合材料在1.0Ag-1时的质量比电容是340.7F g-1，在10.0Ag-1电流密度下，仍可保持初始比容量的84.3％，在进行5000次的充放电循环后依然有82.5％的容量保留率。 (2)基于上述ZnO/MOF的制各基础，对其进行高温碳化，ZnO表面生成由MOF衍生的多孔碳，得到ZnO/C二元材料。接着采用恒压电沉积的方法在ZnO/C表面生长氢氧化镍(Ni(OH)2)纳米片，从而获得ZnO/C/Ni(OH)2三维分级结构复合材料，有利于增加电极材料与电解液之间的浸润性并大大缩短离子/电子传输通道。通过改变恒压电沉积的时间来调节Ni(OH)2的形貌，并讨论电沉积时间对多元复合材料电化学性能的影响。电化学测试结果表明三元材料的电化学性能最为优异，在1.0Ag-1的电流密度下，比容量可以达到1051.9F g-1，当电流密度增大到10.0Ag-1后，比容量仍有644.5F g-1;当将复合材料在5.0A g-1的电流密度下进行5000次充放电循环后，比容量保留率为87.1％，具有良好的循环稳定性。 (3)以ZnO/C/N1(OH)2为正极，制备的碳布/多孔碳(CC/PC)为负极，组装非对称超级电容器，同时还组装了以ZnO/C/Ni(OH)2为正负极的对称器件和以ZnO/Ni(OH)2为正极，CC/PC为负极的非对称器件，并对它们进行电化学性能测试。测试结果表明，三元非对称超级电容器ZnO/C/Ni(OH)2//CC/PC具有最优异的电化学性能，在电流密度为1.0Ag-1时比电容为319.1F g-1;在电流密度为10.0Ag-1时比电容为118.0Fg-1，当经过2000次循环后比容量的保留率为83.3％，证明三元非对称器件具有良好的循环稳定性。此外，当功率密度为500Wkg-1时，其能量密度可以达到44.3Wh kg-1。