随着人类社会的发展和清洁能源的使用,能量储存装置的需求量日益增加。作为能量存储器件,超级电容器凭借其充放电速度快、功率密度高和循环寿命长等特性,在军事、能源、交通等领域得到广泛应用。而发挥超级电容器储能效能的关键在于电极材料的选择,制备得到高比容量、高能量密度且循环寿命长的电极材料一直是人们的研究重点和难点。本课题利用导电性良好的碳纤维作为基底材料,与具备优异电化学性能的赝电容材料（磷酸锰、磷酸镍钴铵和聚苯胺）结合,形成一系列复合电极材料。其可以改善单一成分电极材料的电化学性能,满足当前储能设备日益增长的需求。主要的研究内容如下:（1）采用电化学阳极氧化法对碳纤维（CFs）进行预处理,并将其作为基底材料,使用Mn（NO3）2·6H2O和（NH4）3PO4·12H2O混合溶液作为提供锰离子和磷酸根离子的前驱体,利用不同的合成方法制备出磷酸锰/碳纤维复合电极材料（MPC）并对其进行结构和电化学性能表征。其中,通过水热法,当锰离子与磷酸根离子的摩尔比值为1:1时合成的MPC-1复合材料,其碳纤维上分布的磷酸锰呈现出纳米棒状,形成了较多的表面活性位点,有利于电荷的储存。电化学测试结果表明,MPC-1复合电极在1 A·g-1电流密度下,其电容量达到278.8 F·g-1,1000次循环后,比容量仍保持初始值的91.8%。在功率密度为1487 W·kg-1时,能量密度为9.2 Wh·kg-1。（2）将预处理后的碳纤维作为基体,利用Ni（NO3）2·6H2O、Co（NO3）2·6H2O、（NH4）3PO4·12H2O、CH4N2O分别提供双金属离子、磷酸根离子和铵根离子,通过调控钴离子和镍离子的摩尔比值,一步水热法合成出不同表面形貌的磷酸镍钴铵/碳纤维双过渡金属复合电极材料（NCCF）。其中,钴离子与镍离子的摩尔比值为1:1时,得到NCCF-3纳米花状复合材料,此时的碳纤维上表面均匀分布着尺寸约450～500 nm的纳米花状磷酸镍钴铵活性物质。在电流密度为1.25 A·g-1时,NCCF-3复合电极材料具有811.1 F·g-1的比容量值;并且在循环2000次后,仍有89.1%的容量保持率;当功率密度为189.17 W·kg-1时,能量密度可以达到20.28 Wh·kg-1,体现出较好的电化学性能。（3）采用NCCF复合电极作为基底材料,利用电化学聚合法在其上生成导电性良好的聚苯胺（PANI）,实现3种类型电极材料的结合。通过改变聚合时间,所合成的“包覆式”聚苯胺/磷酸镍钴铵/碳纤维复合电极材料（PANI/NCCF）具备不同形貌。比较制备的一系列NCCF电极可知,聚合时间为300 s的PANI/NCCF-300形貌呈现蠕虫状且分布均匀,平均直径约为300 nm。在1 A·g-1时,其比容量为1101.3 F·g-1,当电流密度增加至5倍时,比容量值仍可保持初始值的74.3%;一定次数循环后,容量保持率为94%;且在保证高的功率密度(864 W·kg-1)基础上,具有了较高的能量密度(20.9 Wh·kg-1)。