全球化石资源日益枯竭，对能源结构的调整显得尤为重要和迫切，其中可再生能源的高效储存和利用成为一大难题。可作为新型储能器件的超级电容器能量密度和功率密度都很高，此外，还具有充电放电速度快、循环寿命较长以及安全环保等优势，是实现能源高效利用的一大武器。电极材料在很大程度上直接决定了超级电容器的性能，目前市场化的电极材料主要以炭材料为主。金属基电极材料本身较差的导电性和循环稳定性很大程度影响了它的实际应用。镍基电极材料具有理论电容高，价格低廉和环境友好等优点，是一种可组装高性能超级电容器的理想电极材料。本论文中通过碳布为基底在其表面生长NiO纳米片阵列这一手段，解决镍基材料导电性差这一难题，同时减少电极材料反应过程中的结构坍塌现问题以改善循环稳定性。其次，由于碳布基底的骨架支撑作用，NiO纳米片阵列具有高比表面积，最终制备具有优异电性能的电极材料。　　本文采用水热法，以碳布为基底在其表面合成β-Ni(OH)2纳米片，再进一步通过热处理得到NiO纳米片阵列。对碳布进行酸处理后，碳布表面的含氧官能团增加（氧碳比比处理前增大246.5％）。水热反应中，碳布表面的含氧官能团作为活性位点生长β-Ni(OH)2前驱体阵列。热处理后，这种阵列结构得以保持，表现出高比表面积、高比电容（电流密度为1A g-1时的比电容可达615.8F g-1）和优异的循环稳定性（循环次数达到4000次时，比电容仍保留100％以上）。　　水热反应时间、硝酸镍浓度和反应pH对所制备的碳布基NiO纳米片电极材料的超级电容器性能有很大影响。通过调节水热反应时间，研究阵列结构的生长过程。通过调节硝酸镍浓度，实现纳米片的可控制备。通过调节pH，研究酸碱度对纳米片的形貌及电极材料电化学性能的影响。当水热反应时间为6h、硝酸镍为4mmol L-1、pH为8时，获得的电极材料性能最优。　　通过制备碳布基双金属氧化物纳米片阵列，可在碳布表面得到CoNiO2纳米片阵列。电极材料在1A g-1时的比电容比碳布基NiO纳米片电极材料提高60％左右，且10A g-1时的电容仍可达到600.2F g-1，容量保留率为62.2％，且基本与碳布基NiO纳米片电极材料在1A g-1时的比电容持平，展现良好的倍率性能。通过制备碳布基CoNiO2纳米片阵列，得到具有优异超级电容器性能的电极材料。　　通过MnO2纳米线包覆碳布基NiO纳米片电极材料，可进一步提高其比电容及循环稳定性。MnO2纳米线包覆后，其比电容提高38.45％。MnO2纳米线的包覆对纳米片形成保护作用，结构进一步稳定，复合后材料在经过13000次的循环后电容保留率为140.5％，表现出优异的循环稳定性。