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超级电容器与电池相比具有更高的功率密度、更长的循环寿命以及更快的充放电性能，其电容大小主要取决于可以被电解质离子浸润的电极比表面积的大小、孔径的大小和孔隙率的高低。静电纺丝法可以制备具有多孔结构的碳纳米纤维或碳复合纳米纤维电极材料，这种材料具有高的比表面积和孔隙率、能耐高温、导电性好和较好的循环稳定性，可以直接用做超级电容器的电极材料，不需要添加任何导电剂和粘合剂。本文主要制备超级电容器的电极材料。本论文通过静电纺丝法制备了聚丙烯腈基前驱体复合纳米纤维，并经高温锻烧后得到碳基复合纳米纤维。采用X射线衍射仪、扫描电镜、热重分析仪和N2吸附脱附等方法对材料样品晶体结构、表面形貌、热稳定性和孔结构等进行了分析研究。利用循环伏安法和恒电流充放电法对电极材料的电化学性能进行了测试分析。具体研究内容如下：1、利用静电纺丝法制备了PAN/PVP/Cu(OAc)2前驱体复合纳米纤维，经高温锻烧后得到C/Cu复合纳米纤维。采用Box-Benhken试验设计对PAN、PVP和Cu(OAc)2三者间的配比与电容的关系进行响应面分析，结果发现最优比例为76:14:10。利用CO2对上述样品进行活化处理，结果发现当样品在碳化温度为800oC，碳化时间6h，活化时间30min时，所得C/Cu复合纳米纤维的比表面积和孔体积均最大，分别为926m2/g和0.318cm3/g。电化学性能研究表明，C/Cu复合纳米纤维的比容量在KOH中可达182F/g (电流密度5A/g)。当电解质为BMIMBF4/AC时，C/Cu复合纳米纤维的能量密度和功率密度可达12.5Wh/Kg和2530W/Kg。2、通过静电纺丝法制备了PAN/Cu(OAc)2/CNTs前驱体复合纳米纤维，经高温锻烧后得到C/Cu/CNTs复合纳米纤维。当碳纳米管含量为0.5%时，C/Cu/CNTs复合纳米纤维的比表面积和孔体积最大，分别为943m2/g和0.439cm3/g。电化学结果表明：复合纳米纤维中CNTs含量为0.5%，电解质为KOH时，比容量可达207F/g(电流密度为5A/g)，能量密度可达2.6Wh/Kg。电解质为BmimBF4/AC时，比容量为160F/g，能量密度可达16.6Wh/Kg。3、通过静电纺丝法制备了C/Co和C/Co/CNTs复合纳米纤维。实验结果表明：C/Co/CNTs复合纳米纤维比表面积和孔体积分别为771m2/g和0.347m3/g，与C/Co复合纳米纤维相比，分别提高了53%和35%。电化学测试表明：C/Co/CNTs复合纳米纤维在电解质为KOH，电流密度为5A/g时时测得的比电容为173F/g，在BMIMBF4/AC中的能量密度为8.9Wh/Kg，与C/Co复合纳米纤维相比分别提高了14%和324%。4、通过静电纺丝法制备了C/Ni和C/Ni/CNTs复合纳米纤维。实验结果表明：C/Ni/CNTs复合纳米纤维的比表面积和孔体积分别为705m2/g和0.332m3/g，与C/Ni复合纳米纤维相比，分别提高了61%和56%。电化学测试表明： C/Ni/CNTs复合纳米纤维在电解质为KOH中表现出法拉第准电容效应，比电容为186F/g，在BMIMBF4/AC中的能量密度为18.2Wh/Kg，与C/Ni复合纳米纤维相比容量提高了37%，能量密度提高了约16倍。