电极材料是决定超电容器性能的关键因素，研究与开发新颖的电极材料是提高超电容器性能的重要途径。开展这方面的研究工作既有重要的理论意义，又在电子、信息和新型能源等领域有很好的应用价值。 该论文设计了一种用酸处理对碳纳米管进行分级的方法，制备出稳定性好的分级碳纳米管(FCNTs)分散液。并将苯胺在分级碳纳米管分散液中直接聚合制备了性能优良的聚苯胺/分级碳纳米管复合材料(PANi/FCNTs)。该方法能拆开碳纳米管的团聚结构，使碳纳米管均匀分散。由SEM图片对比得知碳纳米管的表面被聚苯胺包覆，包覆层的厚度在5-10nm左右。所得PANi/FCNTs复合材料的振实密度为440kg/m3，它比聚苯胺的振实密度(242kg/m3)提高了82％。所得PANi/FCNTs复合材料的电导率为173S/m，与聚苯胺的电导率为11S/m相比，提高了1400％。 组装的PANi/FCNTs复合材料电极超电容器(原型)在0.5V的操作电压下，比能量可达1.99Wh/kg，比容量可达64.3F/g，平均比功率可达362W/kg。与PANi电极超电容器(原型)相比，PANi/FCNTs复合材料电极超电容器(原型)的比能量、比容量和平均比功率分别提高了21％，5％和94％。 为了进一步提高超电容器的比能量和比功率，设计了一种以PANi/FCNTs复合材料电极为正极、碳纳米管沉淀级份(PCNTs)电极为负极的混杂型超电容器(原型)，其比能量可以达到6.83Wh/kg，平均比功率可达1050W/kg。 采用循环伏安法于铂电极上合成了直径为20nm左右的纳米聚苯胺纤维，其比容量可达600F/g，远高于化学合成的聚苯胺。组装的纳米PANi电极原型超电容器的平均比功率可达1200W/kg，比能量可达4.54Wh/kg。 研制了一种碳纳米管纸，申请了国家发明专利(并已公开)。还用它代替铂片做电极合成了纳米聚苯胺纤维，制备了CNTs纸-纳米PANi复合材料电极。这种碳纳米管纸不仅能作为电极集流体，而且能提供双电层电容。