超级电容器（SCs）作为一种新型储能器件,兼顾了平板电容器高功率密度和二次电池高能量密度的优点,已成为当前研究的热点。金属氧化物作为一种重要的赝电容型SCs电极材料,具有理论比电容高、氧化还原态丰富等优势。然而,在实际应用中由于电导率低、界面电阻大等因素使其电荷传输效率下降,活性物质利用率较低,导致实际容量远小于理论值。本文针对金属氧化物活性材料与碳基体复合的形核连接位置少、作用力弱、界面电阻大等问题,通过结构和界面调控,以氧化石墨烯（GO）自组装形成的多维碳结构为载体,通过复合/原位生长/嵌入的方式在碳结构孔隙内或表面引入金属氧化物,有效增强了电荷转移动力学,并为电子/离子提供快速转移通道,使赝电容和双电层储能机制能够协同发挥以满足超级电容器件对高功率密度和高能量密度的需要,主要研究内容如下:（1）通过溶液自组装法在二维GO基底上复合Ni Co2O4纳米线（NCO）,直接作为SCs电极。NCO的加入引进了赝电容,并作为间隔物填充在石墨烯片的层间,避免石墨烯片之间重堆积和不可逆团聚。此外,二维r GO能够提供高导电的电荷传输路径并且其较大的比表面积有利于提高NCO的负载量,有效增加了材料的比容量。电化学测试显示,r GO/NCO2电极在1 A g-1的电流密度下的质量比电容为417 F g-1,在10 A g-1电流密度下5000次循环之后保持78%的循环寿命。（2）为了解决NCO分散性差导致的利用率低的问题,通过化学刻蚀在三维碳骨架上刻蚀孔洞,为离子/电子传输提供纵向传输通道。随后通过氧化石墨烯量子点（GOQDs）诱导NCO在三维多孔碳骨架孔隙内/表面原位生长,提高了NCO纳米线的分散性,并且增强了NCO和碳骨架的界面结合强度,有效改善其界面电子传输性能和结构稳定性,使赝电容和双电层储能机制能够协同发挥。该电极具有1118 F g-1的高比容量以及出色的循环寿命,5000次循环后容量仍有初始值的95.04%。此外,组装的SC在不同弯曲角度下其电化学性能几乎不受影响。（3）钛酸钾K2Ti4O9具有较宽的反应电位,可以实现高电压和高能量密度。本文通过先氧化再碱化的方法将Ti3C2Tx转变为K2Ti4O9纳米花并锚定在三维多孔碳骨架上,制备了具有多孔结构的复合电极。光辅助还原的策略能够打造更为规则的离子/电子纵向传输通道,使K2Ti4O9纳米花能够更有效的发挥其电化学性能。受益于特殊的结构特征,该电极在1 V的电压窗口下具有732 F g-1的质量比电容,并且循环稳定性优异,在5000次充/放电之后仅仅损失7.8%的电容。