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超级电容器以充放电时间短、循环寿命长、环保、效率高、受工作温度影响小、不需要人工维护等优点被应用到许多领域,随着超级电容器能量密度和功率密度的提升,越来越多的电容器和电池会被超级电容器所替换,目前在智能电网系统、电动汽车、通讯、军事和航空航天领域等已经具有广泛的应用。超级电容器电极材料主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物三大类。碳材料电极的能量密度相对较小,而金属氧化物和导电聚合物具有较高的能量密度。本论文从碳材料、金属氧化物和导电聚合物出发,以碳材料为基与复合金属氧化物或导电聚合物制备三元复合材料。通过SEM、TEM、XRD、FT-IR、XPS、BET等表征手段研究其结构和形貌,通过CV、EIS和循环充放电等测试进一步研究复合材料的电化学性能,具体如下。采用两步法制备壳聚糖/聚苯胺/二氧化锰三元复合材料,第一步以壳聚糖活性碳（CA）为碳基原位聚合生长PANI,第二步通过水热法在材料表面聚合MnO2,得到壳聚糖/聚苯胺/MnO2三元复合材料。通过SEM、TEM、XRD、FT-IR、XPS、BET等对其结构、形貌和组成进行表征,结果表明,CA/PANI/MnO2复合材料由线性PANI分子链和纳米MnO2颗粒负载在CA表面上形成包裹,PANI和MnO2负载使CA/PANI/MnO2复合材料呈现为介孔材料,比表面积为148.2 cm2/g。电化学测试结果表明,CA/PANI/MnO2复合材料表现出良好的的导电性能,等效串联电阻Rs为1.26?,电荷转移电阻Rct为0.281?。CA/PANI/MnO2复合材料具有良好的稳定性,1000次充放电后CA/PANI/MnO2复合材料的的电容保持率为77.3%,高于CA/PANI材料的电容值和电容保持率。采用一步法制备CA/PANI/Co3O4复合材料,通过质子酸H+和过渡金属离子Co2+共同掺杂PANI制备CA/PANI复合材料,在此基础上以CoCl2为钴源,水热法在CA和PANI表面上负载生长Co3O4。对所制复合材料进行表征,结果表明,PANI分子链和Co3O4纳米颗粒在CA表面均为分布,PANI分子链的尺寸为0.1μm-10μm,Co3O4粒径为10nm-20nm。复合材料表面褶皱,平均孔径为2.53nm,比表面积高达481.3 cm2/g,表现为孔径结构良好的介孔材料。第Ⅷ族Co元素和聚苯胺分子链中C=C键上π电子云有部分重合,微观上表现为吸附的增强、稳定性的提高,宏观上表现为XRD、FT-IR的特征峰位置的移动。经电化学性能测试表明,在5 mV/s的扫描速度下,复合材料比电容高达203.7 F/g,1000次充放电后PANI分子链的结构破坏程度对比CA/PANI大幅减小,电容保持率为82.6%。