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超级电容器作为一种新型的储能装置,兼具传统电容器和电池的优点,因而吸引了全球研究者们的关注。但实际应用中仍受到能量密度低的限制,根据能量密度的计算公式:E=1/2 CV2可知,提高能量密度主要有以下两种途径:一种是设计制备具有高比容量（C）的新型电极材料;另一种是组装不对称超级电容器以获得宽的电压窗口（V）。本论文主要通过设计制备二元金属氧化物(W0.4Mo0.6O3纳米针)、稀土元素掺杂的金属氧化物（Ce掺杂的NiMoO4纳米片）、二元金属氧化物纳米复合材料（Fe3O4@Bi2O3）、氢氧化物复合材料（NiMoO4@NiCo-LDH纳米复合材料）以及生物质碳材料作为电极材料,匹配适当的水系电解液,构筑新型的不对称超级电容器,从而有效提升器件的整体性能。本论文的主要研究内容和结果如下:1、通过无表面活性剂辅助的一步水热法制备得到新型二元钨钼氧化物(W0.4Mo0.6O3)纳米针阵列。该W0.4Mo0.6O3材料具有独特的纳米针阵列结构,丰富的反应活性位点,有效促进了电解质离子的扩散并缩短了电子的传输途径,从而显示出高的电化学性能。在三电极体系中,以1 M H2SO4为电解质,W0.4Mo0.6O3纳米针阵列在1 A g-1的电流密度下具有115.7 mAh g-1的高比容量,并且具有良好的容量倍率性能。为了获得高能量密度的超级电容器,进一步采用W0.4Mo0.6O3纳米针阵列作为负极,夜交藤基多孔蜂窝状碳（PMCHC）作为正极,构筑了新型的PMCHC//W0.4Mo0.6O3不对称超级电容器（ASC）。该ASC具有宽的电压窗口（1.5V）,在750.6 W kg-1的高功率密度下,能量密度可达20.2 Wh kg-1。这种简便的合成策略和优异的电化学性能,表明二元金属氧化物纳米针阵列是一种具有应用前景的电化学储能材料。2、通过水热法设计合成了Ce掺杂的NiMoO4纳米片作为超级电容器电极材料。将Ce离子掺杂到NiMoO4片中可以改善材料的结晶度,这有利于片状结构的形成,从而提升材料的电化学性能。在三电极体系中,以2 M KOH为电解质,Ce掺杂的NiMoO4纳米片电极材料在1 A g-1的电流密度下具有107 mAh g-1的高比容量。另外,基于Ce掺杂的NiMoO4纳米片正极具有优异的电化学性能,匹配Fe3O4@Bi2O3纳米复合材料作为负极,构建了水系不对称超级电容器（ASC）。该不对称超级电容器具有宽的输出电压（1.65 V）和高的能量密度(在415 W kg-1的功率密度下能量密度达到32.8 Wh kg-1)。该研究结果表明,Ce掺杂的NiMoO4纳米片可作为超级电容器的备选电极材料,所构建的不对称超级电容器是一种具有高能量密度和良好的稳定性的实用储能器件。3、通过两步水热法设计制备了新型NiMoO4纳米棒表面均匀负载NiCo-LDH超薄纳米片的NiMoO4@NiCo-LDH纳米复合材料。在三电极体系中,以2 M KOH为电解质,NiMoO4@NiCo-LDH纳米复合材料具有高比容量(电流密度为0.5 A g-1时比容量高达156.7 mAh g-1)及优异的循环性能。此外,以NiMoO4@NiCo-LDH纳米复合材料作为正极,以KOH活化的麻黄基生物质碳（AHTC）作为负极,设计和构筑了具有宽工作电压（1.65 V）的水系不对称超级电容器。该器件具有高的能量密度(功率密度为425.5 W kg-1时能量密度为40.3 Wh kg-1)和优异的循环性能（10000次循环后电容保留率达到85.5%）。因此,本实验所合成的新型NiMoO4@NiCo-LDH纳米复合材料用作超级电容器电极,可以大幅度提升材料和器件的性能,为新型储能器件的发展提供了一种优良策略。