超级电容器因其具有高功率密度、长寿命以及出色的倍率性能而备受瞩目。为了满足新一代电子设备对电极的轻薄、可弯曲、高能量密度的迫切要求。此外，超级电容器在复合动力车辆和智能电网中有着巨大潜在应用前景。超级电容器的能量密度可以通过采用有着超稳定晶体结构的纳米电极材料而得到提升。纳米结构的材料提供着高表面积、高电活性、短电解质扩散长度。本文重点关注不同晶体结构的纳米材料的合成和电化学性质，纳米材料的结构包括二维层状结构、通道结构以及岩盐结构。我们将采用一种较为新颖的在导电基底上合成纳米结构方法制作自支撑的电极和固态器件（不使用粘合剂而直接生长活性材料）。对比其他传统水浆涂料方法合成的电极，所合成的自支撑电极展示出了更好的性能。　　因碳布具有高电导率、柔性高、化学稳定性好、成本低等特性，我们选择碳布作为基底去探究活性材料的电化学性能。碳布还有着粗糙纹理的三维孔洞结构，活性材料非常适合生长在碳布表面而得到高质量负载密度。凭借这出色性能，碳布已经广泛应用到诸如锂电池、传感器、光解水、超级电容器等一系列技术领域。　　本文中，我们合成了包含纳米颗粒、纳米球、纳米线、纳米棒、纳米片在内的一系列纳米材料，细致探究了其中四个不同结构的纳米材料以及它们的物理及电化学性能:(1)二维层状结构的MoS2分层纳米球;(2)通道结构的FeS2纳米球;(3)岩盐结构的α-MnS纳米颗粒;(4)类液离子导电的Cu7S4纳米线。　　技术的应用提供了高比表面积和灵巧的应力松弛过程，有望增强现有电化学器件的效率。通常来说，体积的变化伴随这充放电过程，而基体材料较大的体积膨胀会导致合金的形成从而阻碍了材料的产生，组后导致电容的显著下降。对此，为解决这一难题我们探索了不同晶体结构的材料去探寻其结构变化。通过XRD、SEM、TEM、BET和Chi760e工作站，我们表征了他们的结构、形态、比表面积和电化学性能。　　主要结果如下:　　(1)通过廉价的水热法以及通过真空泵直接在柔性碳布沉积的方法，在不使用粘合剂和不按压情况下，得到了二维层状结构的MoS2分层纳米球。通过使用碳布支撑的MoS2分层纳米球制备了对称式超级电容器，其展示出了出色的电化学性能，在5mVs-1下有着在高达368Fg-1的高比电容。基于MoS2的超级电容器在五千次充放电循环之后仍具有很强稳定性。我们首次在柔性碳布上沉积MoS2纳米球作为超级电容器的无粘合剂电极，取代了传统水浆涂料法。由此，本工作为增强超级电容器装置的性能和延长其寿命提供了新思路。　　(2)我们通过使用180摄氏度水热法高产能地制备了正方晶系通道的FeS2纳米球。在正方晶系FeS2中，一个铁原子被六个硫原子包围而形成FeS6八面体。硫原子位于顶点上，铁原子在八面体的中心，形成2.55×4.88(A)的通道。我们系统地表征了FeS2的在水溶液以及固态中性LiCl电解质中的电化学性能，通过第一性原理计算探明了通道中的电荷储存机制。本工作证明了通道结构的FeS2可为充放电过程中电解质离子的嵌入嵌出提供有效通道，从而具有优异循环稳定性而免于晶体变形的干扰。　　(3)我们在柔性碳布基底上直接合成了岩盐结构的α-MnS纳米颗粒，不仅研究了生长在碳布基底上的、基于MnS纳米颗粒对称式的、柔性固态超级电容器，还展示了电容式和法拉第电流扩散引导的过程贡献。此外，通过SRD和HRTEM进一步分析了三电极系统中MnS纳米颗粒的充放电下的氧化还原反应。MnS-CT的优异性能表明MnS纳米颗粒可以作为超级电容器的电极材料。基于实验和伏安法分析，我们探究了MnS-CT复合材料的电化学性能，得出法拉第电流扩散引导的过程在低扫描速率下占主导（5mV s-1下占82.85％），其高扫描速率也不差(20mV s-1下占39％)。得益于MnS纳米颗粒表面的氧化还原反应所致的赝电容，MnS-CT电极在LiCl水溶液电解质中有着710.6Fg-1的高电容。本研究发现或将为更高阐明岩盐结构金属氧化物的赝电容属性开辟新道路。　　(4)我们通过低温（200摄氏度）下复合碱媒介法制备了Cu7S4纳米线。所制得的Cu7S4展示出了出色的传导性质，即室温下载流子浓度、迁移率、电导率分别可达3.05×1019cm-3，5.46cm2V-1s-1，10.88S cm-1。因其无序的类液次晶格移动的刚体阳离子，Cu7S4同样具有出色的离子传输表现。为铜离子跳跃提供的大量空位是为了证明在铜基系统中有着超离子转移的基本原因。鉴于硫原子在Cu7S4中形成了严格的立方晶格，而为电解质离子的植入提供了晶体通道，铜离子高度无序环绕在硫亚晶格中而形成有类液移动性质的超离子导体。如此特殊的铜离子环绕在结晶硫亚晶格周围，而呈现的离子流动传输行为为提高赝电容性能提供了重要基础。