从宏观物态上可以将超级电容器的电极材料大致分为两类,一是粉末类材料,二是具备三维结构的凝胶类材料。粉末类材料常要与粘结剂共同使用,制备三电极体系下的超级电容器;而凝胶类材料由于自身的稳定的三维结构,可以在不使用粘结剂的情况下用于制备两电极体系下的全固态超级电容器。粉末类超级电容器材料根据微观组成的不同,又基本可以分为三个类,一个是过渡金属氧化物,二是导电聚合物,三是应用最多的碳材料。其中,根据对于超级电容器电容贡献的种类的差别,又分成以提供双层板电容为主的碳材料,以及提供法拉第赝电容为主的过渡金属氧化物材料和导电聚合物材料。本文将在第一部分,以导电聚合物苯胺为研究对象,探讨导电聚合物材料,以及进一步将其发展为引入过渡金属氧化物的粉末类碳材料在超级电容器领域的应用;第二部分,以石墨烯/苯胺复合材料为讨论对象,探讨凝胶类材料在超级电容器领域的应用。1.气液界面聚合法制备二维聚苯胺材料的研究:我们使用苯胺为单体,在表面活性剂的参与下,利用气液界面聚合的方法制备了二维聚苯胺材料。气液界面聚合是一个缓慢、自组装的过程,获得的聚苯胺材料相比于在液态体系以及液液界面聚合体系下得到的聚苯胺,由于具有更为有序的二维形貌,有助于材料导电性的提高,暴露出更多的缺陷型活性位点,使超级电容器性能得到了提高;进一步的我们在气液界面聚合的体系中引入金属钨盐,通过碳化的方法得到了引入过渡金属氧化物的粉末类碳材料,使得超级电容器性能取得了进一步的提高。2.制备石墨烯苯胺气凝胶复合材料及其性能研究:首先,我们通过液液界面聚合的方法制备二维石墨烯苯胺复合材料作为前驱体(GO@PANI)。进一步的我们通过水热的方法将其引入石墨烯水凝胶的体系中,通过进一步的冻干处理,获得石墨烯苯胺复合气凝胶材料(HGC-PANI)。由于其具备较高的比表面积(337m~2/g)与良好的导电性,获得了较高的全固态超级电容器性能(453mF/cm~2);进一步的,我们使用水合肼对之前获得的石墨烯苯胺气凝胶材料进行还原,使得它的导电性获得了进一步的提升,获得了更高的全固态超级电容器性能(679mF/cm~2)。