二维碳纳米片（CNS）作为碳基体材料,其厚度小、碳源丰富、具有良好的导电性,可控的杂原子掺杂,在超级电容器等储能器件应用方面成为最具有前途的材料之一。但其仍然具有碳材料固有的比电容和能量密度低的缺点,为解决这些问题,可以将CNS与金属氧化物材料构建复合体系,以充分利用两者的优势互补以及协同效应。本文以活化之后的功能化CNS为主要研究对象,分别与MnO₂纳米片、MoO₂纳米颗粒以及CuO纳米颗粒进行复合,充分结合了碳材料和金属氧化物材料的优势,使其在超级电容器器件应用方面的性能得到明显提升。（1）利用碳化-活化法制备了二维表面功能化的CNS,其表面带有一系列含氧官能团,表面粗糙,边缘弯曲带有褶皱,这些含氧官能团可以作为纳米材料的成核位点,促进复合体系的构建。（2）制备了MnO₂/CNS复合材料,将电容性能高的MnO₂纳米片生长于功能化CNS上,通过微纳结构设计,使所用电解液和活性材料之间的接触面积得到有效利用,增加了活性位点,将MnO₂/CNS电极在碱性电解液（KOH）中进行三电极测试,表现出典型的以赝电容为主的现象,在1 A g^-1下,比电容达到了395F g^-1,循环测试2000圈后电容保持率稳定在72%。（3）合成了MoO₂/CNS复合材料,将自组装互连的MoO₂纳米颗粒负载于功能化CNS表面,此结构可以降低传输阻力,为电荷转移提供一个高效的途径。对工作电极在中性电解液（Na₂SO₄）中进行测试,经过调控制备的MC-0.12展现出最佳的比电容(190.9 F g^-1)和倍率性能,循环测试2000圈后电容保持率为79%。成功组装了对称型扣式超级电容器,对组装的器件进行充放电2000次后电容保持率为92%。器件在能量密度为7.9 Wh kg^-1时,达到了最大的功率密度1682 W kg^-1,在功率密度为378 W kg^-1时,达到的最高能量密度为10.3 Wh kg^-1。（4）制备了性能优异的CuO/CNS复合材料,此复合策略充分利用了功能化CNS的高导电性和CuO丰富的化学活性,同时也结合了功能化CNS稳定的双电层和CuO的赝电容效应。对所制备的样品,分别在中性和碱性电解液中得到了不同的电化学表现,分析了不同的电荷存储机理。在Na₂SO₄中和KOH中,CuO/CNS-20电极在1 A g^-1下的比电容分别达到了183.9和371.1 F g^-1,2000圈充放电后电容保持率分别稳定在87%和51.1%。分别以Na₂SO₄和KOH为电解液,组装了两种扣式器件。在两种器件中,电压窗口分别达到了1.2和1.4 V的范围,2000次循环后的电容保持率分别维持在94.4%和52%,在中性电解液器件中,产生的最大能量密度可以达到12.46 Wh kg^-1,此时功率密度为300.3 W kg^-1,即使在1504.3 W kg^-1的高功率密度下,能量密度仍然达到8.9 Wh kg^-1。在碱性电解液的器件中,产生的能量密度高达19.36 Wh kg^-1,此时的功率密度为355.6 W kg^-1。当达到最大功率密度为1750.7 W kg^-1时,对应的能量密度仍然可以维持在12.06Wh kg^-1。