超级电容器是一种介于电池和传统电容器之间的新型储能设备,其具有高功率密度、高循环稳定性等的优点,但是超级电容器的能量密度较低,因此,如何从电极材料等的角度提高超级电容器的比电容和能量密度是目前该领域研究的热点。本论文通过化学气相沉积法和电化学沉积法等方法制备得到碳化硅纳米线和金属氧化物/氢氧化物纳米结构及两者的复合材料,充分发挥两类材料的优点,并研究基于这些材料的超级电容电极的电化学性能,具体来说包括以下内容。1.通过化学气相沉积法直接在碳纤维布上生长碳化硅纳米线,得到碳化硅纳米线/碳纤维布超级电容电极。碳纤维布作为导电性优良的衬底(集流极),碳化硅纳米线的直径在50 nm左右,拥有较高的比表面积,并直接生长在碳纤维布表面。该电极在室温下,50 mV s-1的扫描速率下获得了高达23 mF cm-2的面积比电容,且比电容随着电解液温度的升高而增加,这是由温度升高所致的离子扩散阻抗降低导致的。由于碳化硅纳米线以及碳纤维布都具有很好的结构稳定性,因此不论是在室温下还是在稍高的60℃下,该超级电容电极都表现出了很好的循环稳定性,经过105次的循环依然保持了接近初始状态的电容值。2.通过阳极电化学沉积法在经过钝化的三维泡沫镍表面沉积多孔结构的镍氧-氢氧化物薄膜。泡沫镍作为碱性电解液超级电容的集流极时,可能带来计算误差,从而影响对沉积在其表面的有效物质电化学特性的评判。因此,本文提出了在有限氧环境中的高温退火方法,在泡沫镍表面形成一层致密的低化学活性氧化镍保护层,对泡沫镍起到一个钝化作用,减小其电化学信号。通过阳极电化学方法在其表面沉积的镍氧-氢氧化镍薄膜具有开放式的多孔结构。该三维结构超级电容电极能够有效的使电解液扩散到整个电极内部,并且缩短了离子的扩散距离,从而提高了该电极表面镍氧-氢氧化镍多孔薄膜的比电容(1 Ag1的电流密度下获得了2302 Fg-1的比电容)以及相应的能量密度。并且该电极表现出了不错的循环稳定性。3.通过化学气相沉积法和阴极电化学沉积法制备得到碳化硅纳米线/氢氧化镍薄膜的核-壳复合结构。生长在碳纤维布上的碳化硅纳米线形成一个三维的网络结构,氢氧化镍薄膜均匀覆盖在它的表面。该复合结构能够提高单位面积上活性物质的沉积质量,并提高氢氧化镍薄膜的比电容,从而提高电极整体的电化学性能。该纳米复合结构中的氢氧化镍活性物质在高达100Ag-1的电流密度下依旧拥有1412Fg-1的比电容。相应的功率特性也很优异,在100Ag-1的电流密度下,兼具了较高的功率密度f27.5kWkg-1)和能量密度(59.4 Wh kg-1)。另外,通过用有机电解液替代水性电解液得到固态电容器,可以有效提高电容的循环稳定性。4.通过化学溶液沉淀法和电化学沉积法在碳化硅纳米线表面沉积二氧化锰薄膜,得到碳化硅纳米线/二氧化锰薄膜的核-壳复合结构。碳化硅纳米线在该复合结构中起到了减小电化学转换阻抗的作用,从而提高其表面沉积的二氧化锰薄膜的比电容,在1Ag-1的电流密度下,该复合材料电极中二氧化锰的比电容达到了500 Fg-1左右,比直接将二氧化锰沉积在没有生长碳化硅纳米线的衬底上的电容要高很多。碳化硅纳米线具有小的直径、高的长径比和大的比表面积,纳米线和纳米线互相交织可以作为一个高比表面积的三维衬底,与其他赝电容材料进行复合时,可以有效的提高电极整体的电容性能。本论文研究表明,基于碳化硅纳米线及金属氧化物/氢氧化物复合材料的超级电容电极拥有优良的电化学性能,有望在未来的高性能超级电容器中得到应用。