传统化石能源的日益短缺以及由此带来的环境问题,促使科学家探索清洁、可再生新型能源材料,开发能源储存、转化装置新技术。目前,在众多备受关注新能源储存、转化材料及相关的装置中,超级电容器由于其独特的特点如功率密度大、充放电速度快、循环性能好,安全和环境友好等,成为研究的热点。然而,超级电容器的能量密度仍然低于锂离子电池（LIB）,限制了其应用范围。根据超级电容器能量密度公式E=?CV²可知,提高超级电容器能量密度的途径可分为:一方面增大电极材料的比电容（C）;另一方面增大器件的工作电压（V）。设计和制备高性能电极材料和装配成新型的不对称超级电容器结构即可同时达到这两方面的要求。因此,本论文通过分析影响超级电容器的因素,设计和制备了不同形貌的高性能金属硫化物超级电容器正极材料;以特殊结构的生物质为原料,应用简单的活化碳化法制备具有丰富孔结构的生物质碳材料作为超级电容器负极材料;组装成不对称超级电容器器件,从而来提高器件的能量密度。主要研究内容如下:（1）以硝酸锌、硝酸镍和硫化钠为原料,通过简单的两步水热法合成了花状的Zn-Ni-S超级电容器正极材料。在三电极体系中,在1 A g^-1电流密度下,Zn-Ni-S比容量可达246.7 mAh g^-1。以火龙果皮作为碳源,CaCl₂和尿素为活化剂,采用简单的高温活化碳化法制备得到火龙果皮基碳纳米片（PMNC）超级电容器负极材料,其比表面积可达1356 m² g^-1。在0.5 A g^-1电流密度下,PMNC的比电容可达到227.5 F g^-1。以花状Zn-Ni-S作为正极材料和PMNC碳纳米片作为负极材料构筑了新型不对称超级电容器,其电位窗口可以扩展到1.65 V,在功率密度551.7 W kg^-1下能量密度可达52.4 Wh kg^-1,并且经6000次充放电循环后其电容保持率为93.5%。（2）以硝酸镍和硝酸铝作为原料,通过低温水热法合成镍铝双氢氧化物（NALDH）,然后以硫脲作为硫源进行硫化后得到镍铝硫化物（NAS）纳米片作为超级电容器正极材料。在1 A g^-1时电流密度下,该材料的比容量可达240.8 mAh g^-1。以镍铝双金属硫化物（NAS）纳米片作为正极材料,以火龙果皮碳纳米片（PMNC）作为负极材料,构筑新型的NAS//PMNC不对称超级电容器,其工作电压可达1.7 V,器件在经过6000次循环后,容量几乎没有损失的优异稳定性能。（3）以泡沫镍（Ni）作为基底,以氯化锰和硝酸钴为原料,通过低温水热法制备得到均匀的钴氢氧化锰（CMOH）纳米针阵列;然后进一步通过二次水热进行阴离子交换和硫化反应,制备得到多孔结构的钴锰硫化物（CMS）超级电容器正极材料。在三电极体系中,CMS-8在1 A g^-1(2 mAh cm^-2)下具有351 mAh g^-1(0.53 mAh cm^-2)的高容量和良好的倍率性能,以及出色的循环寿命。以CMS-8为正极材料,火龙果皮碳纳米片（PMNC）作为负极材料,构建CMS-8//PMNC不对称超级电容器器件,该器件的电位窗口为1.7 V,能量密度可以达到56.5 Wh kg^-1。该器件在经过6000次充放电循环后,容量的保留率仍可达到90.4%。