随着科技的发展,人类对于能源的需求日益迫切,然而,石油、煤炭等不可再生资源的储量有限,因此发展新的可再生能源以及可储存和转换能源的储能装置的需求也越来越大。超级电容器是近几年来研究热点比较高的储能装置,它具有许多传统电池不可比拟的优点,比如功率密度高、充电时间短、循环稳定性好和安全性高等。然而相对于电池而言,超级电容器的能量密度较低,探索提高超级电容器能量密度至关重要。根据能量密度计算公式,提高电极材料比电容和扩宽器件工作电压窗口可以有效提高超级电容器的能量密度。在本论文中,我们采用气相沉积方法制备了具有高比电容的新型核壳结构Co-MOF@Co Ni O2复合材料,并将其作为电极应用于超级电容器;此外我们结合碳化和KOH活化的方法制备了石墨烯基氮自掺杂碳气凝胶,将其应用于具有宽电压窗口的锌离子混合超级电容器。具体工作如下:（1）以镍钴层状双金属氢氧化物（NiCo-LDH）为前驱体,用气相沉积方法在其表面原位生长Co-MOF,得到一种新颖的具有垂直排列纳米片阵列的Co-MOF@Co Ni O2核-壳复合材料。由于Co-MOF壳层与Co Ni O2核层的密切接触和协同作用,合成的Co-MOF@Co Ni O2电极比电容约为571.0 F g-1,明显高于原始的NiCo-LDH电极(380.0 F g-1)。经过循环伏安氧化后,该复合材料的电容性能进一步提高到757.2 F g-1。在功率密度为750.0 W kg-1时,利用正极材料Co-MOF@Co Ni O2/CC和负极材料AC组装的非对称性超级电容器的能量密度为27.4 Wh kg-1。Co-MOF@Co Ni O2复合材料的易于制备和良好的电化学性能使其成为一种潜在的超级电容器应用材料。（2）我们结合冷冻干燥、高温碳化和KOH活化,制备了一种结构新颖的氮自掺杂碳气凝胶,并用于锌离子混合超级电容器。具体地,氮自掺杂碳气凝胶作为正极,锌金属箔和2 M硫酸锌水溶液分别作为负极和电解液,组装了锌离子混合超级电容器。正极材料的制备经过了壳聚糖气凝胶冷冻干燥,碳化,氢氧化钾活化这三个步骤。随着活化温度的升高,活化后的碳气凝胶中的石墨烯组分不断增加。通过详细对比活化温度对碳气凝胶结构和性能的影响,发现在800℃活化的样品表现出了最好的电化学性能。组装的锌离子混合电容器在0.1 A g-1的电流密度下比电容约为299.5 F g-1,能量密度为106.5 Wh kg-1。此外,它也表现出了出色的循环稳定性,在2 A g-1下循环超过8000次仍然可以保留86.3%的电容量。重要的是,两个串联的锌离子电容器可以为一个2.5 V的LED小灯泡供电超过150小时,这是一个突破。以壳聚糖为前驱体的氮自掺杂多孔碳气凝胶,为制备高性能锌离子混合超级电容器正极材料开辟了一条新途径。