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随着科技的飞速发展,能源的需求也随之不断增长。传统的化石燃料不仅储量有限,而且燃烧之后对环境也产生较大的影响。以光伏发电、风力发电等为代表的绿色能源目前受到了广泛的关注,但这些能源受自然条件的限制,所释放的能量需要存储起来,以此来满足环境受影响时对能量的需求。这就需要研发先进的储能器件来解决这一问题。目前广大科研工作者对超级电容器和锂离子电池等储能器件做了大量的研究,凭借它们优良的性能,以及低廉的成本,在众多领域都有比较广泛的运用。电极材料对储能器件的性能起着很重要的作用,开发新的环保和低成本的电极材料是解决生态和社会问题的有效方法。碳材料是目前研究最广泛的一类材料,它具有机械性能高,耐高温,耐酸碱,无毒和容易获得等优点。本论文采用化学气相沉积法、水热法等制备了碳纳米材料以及碳纳米复合材料,并将其应用在锂离子电池和超级电容器的电极中,表现出了良好的电化学性能。本论文主要研究成果如下:（1）以CO2为碳源,金属镍为催化剂,通过化学气相沉积法制得三维碳纳米管泡沫（3D-CNTF）材料。用三种不同浓度的KOH溶液分别为1 M（CNTF-1）,3M（CNTF-2）和5 M（CNTF-3）对碳纳米管泡沫进行活化。结果表明,活化可以产生新的孔隙,孔径的分布从微孔到大孔,从而来扩大比表面积,但在活化过程中碳纳米管泡沫的形状和尺寸没有产生大的变化。我们将活化的碳纳米管泡沫分别作为超级电容器和锂离子电池的电极,可以明显提高比容量和倍率性,这是由于碳纳米管泡沫具有分级多孔结构,以及活化后材料具有更大的比表面积。（2）用已制得的三维碳纳米管泡沫作为基底,首先通过水热反应制备了CNTF@CoO复合材料的前驱体CNTF@Co（OH）2,然后通过退火处理得到一种新型核壳结构的CNTF@CoO复合材料。电化学测试表明,该复合材料具有良好的电化学性能。它显示了良好的倍率性能和长循环稳定性,充放电过程中在100mAg-1的电流密度下CNTF@CoO电极的可逆容量达到820 mAhg-1,在5000mAg-1的电流密度下循环1000次后容量达到448 mAhg-1。在复合材料中CoO提供了较高的容量,而多孔结构的碳材料不仅具有高导电率,而且提供了快速离子传输通道,并且在充放电过程中对引起的体积膨胀还起到有效的缓冲作用。