超级电容器拥有功率密度高、充电速度快、使用寿命长、安全性高等一系列优点,已经在新能源汽车、城市轨道交通等领域广泛应用。目前,限制超级电容器进一步发展的主要问题是器件的能量密度低。在电解液选定的情况下,电极材料是决定超级电容器性能最关键的因素。所以,开发高比容量的电极材料是解决超级电容器能量密度低的首选方案。磷化钴电极材料拥有导电性好、形貌多样化、理论赝电性高等优点,是性能优异的赝电容电极材料。本文采用水热法和管式炉磷化法在泡沫镍上制备了不同形貌的磷化钴电极材料,并将其直接作为超级电容器正极材料使用。借助等离子体技术,向磷化钴材料的基体中引入适量空位;通过调整反应物的种类和配比制备镍掺杂及双相复合样品。同时,对超级电容器的正负电极材料进行电位窗口调节,充分发挥电极材料的潜能。主要研究内容及结果如下:（1）采用水热法和管式炉磷化法在泡沫镍上成功制备了纳米棱柱状磷化钴CoP@NF。由于独特的纳米形貌及合适的孔径分布,该电极材料拥有高的比容量。电化学测试表明:当电流密度为1 A g-1时,其质量比容量高达1394 F g-1。在电极材料工作时,赝电容占整个容量的77%,表明赝电容起主导作用。CoP@NF//CMK-3器件（CMK-3是一种有序的介孔碳材料）的电化学测试表明:该器件拥有优异的循环稳定性,但是能量密度和功率密度不高(1 A g-1,24 W h kg-1,325 W kg-1),倍率性能欠佳。（2）采用水热法和管式炉磷化法在泡沫镍上成功制备了格子状自支撑磷化钴电极材料,并借助等离子体技术,向磷化钴材料基体中引入适量阴离子空位。电化学测试表明:在电流密度为1 A g-1时,具有适量空位浓度的磷化钴样品（15-CoP@NF）的比容量(1865 F g-1)是原始磷化钴样品(1125 F g-1)的1.7倍。5000圈循环后,15-CoP@NF样品的容量保持率为90%,表现出良好的循环稳定性。对电位调节的超级电容器器件进行电化学测试分析,结果表明该器件的能量密度和功率密度分别为31 W h kg-1和737 W kg-1。5000圈循环后,容量保持率为88%。（3）通过调整制备磷化钴电极材料时反应物的种类和配比,在泡沫镍上成功制备了镍元素掺杂的磷化钴样品（Ni-CoP）和双相复合样品（CoP/Ni2P）,并直接作为超级电容器的电极材料使用。镍元素与钴元素的耦合作用以及磷化镍与磷化钴的双相互补效应显著提高原始电极材料的能量存储能力,从而改善最终超级电容器的性能。对单电极材料而言,当电流密度为1 A g-1时,样品Ni-CoP和CoP/Ni2P的比容量分别是1051 F g-1和2831 F g-1,是原始样品CoP@NF的1.4倍和3.8倍;对于器件而言,由样品Ni-CoP或CoP/Ni2P为正极、CMK-3为负极组装的超级电容器器件,无论是能量密度还是功率密度均远高于原始器件CoP@NF//CMK-3。