超级电容器是兼具高能量密度和高功率密度的储能装置,电极是超级电容器中最重要的部分。本文分别采用三种方法制备聚苯胺-二氧化钛纳米管阵列复合电极,使用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和X射线能谱仪等仪器观测了复合电极的形貌并对其结构进行了表征,使用电化学工作站对复合电极的电化学性能进行了测试,并研究了制备条件对复合电极形貌和电化学性能的影响。1、先通过阳极氧化法制备TiO₂纳米管阵列,然后采用循环伏安法将聚苯胺沉积到TiO₂纳米管阵列中制备聚苯胺-TiO₂纳米管阵列复合电极,研究了阳极氧化电解液含水量、阳极氧化电压以及氧化时长、阵列煅烧温度、单体溶剂、苯胺浓度、以及聚苯胺沉积扫速和沉积时长等条件对复合电极形貌和电化学性能的影响,优化了复合电极的制备条件,并对其性能进行了研究。优化的复合电极在硫酸钠水溶液中表现出优异的电化学性能,电势窗口可扩大至-0.2～1.8 V,当电流密度为0.05 m A·cm^-2时,能量密度为727.3 J·g^-1;经过5000次循环,复合电极的电容保留率为96.3%。2、通过微腔原位聚合法将聚苯胺沉积到TiO₂纳米管阵列中制备聚苯胺-TiO₂纳米管阵列复合电极,研究了单体溶剂、苯胺浓度和过硫酸铵浓度等对复合电极形貌和性能的影响,优化了复合电极的制备条件,并对优化电极的性能进行了研究。优化的复合电极在硫酸水溶液中的性能优于硫酸钠水溶液,电势窗口可以扩大至-0.2～1.8 V,活性物质量电容最高可达816.7 F·g^-1,能量密度达到1410.8J·g^-1;当电流密度由0.1 m A·cm^-2提高到5 m A·cm^-2时,样品的电容可以保留95%以上,经过5000次循环,复合电极的电容保留率达到97%以上。3、为了简化聚苯胺-TiO₂纳米管阵列复合电极的制备工艺,进一步改善复合电极的性能,探索通过一步阳极氧化法制备聚苯胺-TiO₂纳米管阵列复合电极,并对所制备复合电极的形貌和性能进行研究。结果表明,采用一步阳极氧化法所制备的聚苯胺-TiO₂纳米管阵列复合电极在硫酸钠和硫酸两种电解液中均表现出优异的稳定性能,在-0.2～1 V和-0.2～1.8 V两个电势窗口下循环10000次,复合电极的电容保留率均达到96%以上。