超级电容器以功率密度高、充放电速率快、使用寿命长等优点在能源存储和能源管理方面发挥着重要作用。在众多的超级电容器电极材料中,钴基化合物因其理论容量高、成本低、环境友好等优点引起人们的广泛关注,然而较差的导电性导致钴基化合物作为超级电容器电极材料的循环稳定性和倍率性能较差,严重影响了其应用。本文通过优化钴基化合物的微结构以及与先进碳材料/结构复合,实现了相关电极材料/结构电化学性能的明显改善（特别是大电流密度下的循环稳定性）。本论文主要研究内容及结果如下:（1）利用水热法在泡沫镍（NF）骨架上包覆一层还原氧化石墨烯（rGO）,然后在rGO表面电化学沉积一层具有互联结构的Co₃O₄纳米片,制备了Co₃O₄/rGO/NF复合电极。研究发现,相较于直接在NF表面制备的Co₃O₄纳米片,Co₃O₄/rGO/NF复合电极中Co₃O₄的片密度更高、厚度更薄,具有高的比表面积和优化的介孔结构。rGO和变薄的Co₃O₄纳米片在提高导电性的同时有利于活性材料在充放电过程中体积膨胀的缓解和应力的释放,使其同时具有高的质量比容量和稳定的循环性能。在1.0 A g^–1的电流密度下,质量比容量达到¹016.4F g^–1,显著优于Co₃O₄/NF(⁵20.0 F g^–1);在7.0 A g^–1的电流密度下,进行3000次充放电循环后,质量比容量仍保持初始值的⁹5.5%,明显高于Co₃O₄/NF（⁸4.4%）。（2）将多层结构的Co₉S₈纳米圆片包裹于碳化的聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）/rGO网络中,制备出具有自支撑结构的电极。该包裹结构使活性材料与碳化的PEDOT:PSS/rGO网络之间有稳定的电接触,并且在活性物质周围存在大量的孔隙,在提高了导电性的同时有效缓解了活性材料在充放电过程中的体积变化,从而提高材料的电化学性能（尤其是大电流密度下的长循环稳定性）。优化条件下制备的电极结构（0.5 cP/rGO/Co₉S₈）,在1.0 A g^–1的电流密度下质量比容量为⁷88.9 F g^–1;在15.0 A g^–1的大电流密度下,经过10000次循环后,容量保持率超过100%。利用0.5 cP/rGO/Co₉S₈电极与活性炭组装的非对称电容器在400.9 W kg^–1的功率密度下能量密度达到¹9.6 Wh kg^–1。（3）以对苯二甲酸作有机配体,利用水热法制备出MOF结构的Co、Ni双金属纳米颗粒,在空气中退火,得到MOF结构的NiCo₂O₄氧化物电极材料。该电极具有高的质量比容量,在1.0 A g^–1的电流密度下质量比容量达到¹072.0 F g^–1,为对苯二甲酸作为有机配体和双金属离子制备MOF结构的电极材料做了初步探索,拓展了MOF结构在超级电容器领域的应用。