超级电容器是一种新型的储能设备,因其成本比较低廉,生产的方法简单高效,生产过程绿色环保,电化学性能优越,使用寿命较长的特点受到了广泛关注。超级电容器弥补了电池与比传统电容器的不足,提供了高的能量密度和功率密度,在电动汽车、便携式电子设备、备用电源等方面得到了广泛的应用。本文制备了油茶果壳活性炭、Ni/Al水滑石、掺氮石墨烯复合细菌纤维素、四氧化三钴电极材料。通过SEM、XRD、TEM、HRTEM、氮气吸脱附测试、XPS和电化学测试等技术方法,对材料的结构、形貌和电化学性能进行了探究。(1)成功制备了油茶果壳活性炭(C-AC),首先对油茶果壳进行炭化,然后采用微波活化。同时通过水热法合成了Ni/Al水滑石(Ni/Al LDHs),合成方法方便简单且不需要使用模板。因其独特的空间结构,两个材料均表现出优异的电化学性能,在6 M氢氧化钾溶液中,油茶果壳活性炭的比电容达243 F/g,Ni/Al水滑石的比电容达2163 F/g。以油茶果壳活性炭为负极材料,Ni/Al水滑石为正极材料制作的非对称超级电容器测试的比电容达97 F/g,在1.7V的电势窗口下能量密度达28.6 Wh/kg,循环2000圈后比电容仍保持87%。循环2000圈后还可点亮一个LED灯,表现出优异的电化学性能。(2)我们将细菌纤维素插入到石墨烯层后掺氮成功制得了掺氮石墨烯复合细菌纤维素(N-rGO@CNF)。同时我们通过一种简单、环保、高效的方法合成了四氧化三钴。两种材料都表现出高的比电容,其中掺氮石墨烯复合细菌纤维素在6M的氢氧化钾溶液中的比电容高达340 F/g,四氧化三钴的比电容也达到了857F/g,同时具有很好的稳定性。我们以掺氮石墨烯复合细菌纤维素为负极材料,四氧化三钴为正极材料,6 M的氢氧化钾溶液为电解液制作了一个简易的超级电容器。因正负极的协同作用,电容器具有较好的电化学性能。电势窗达1.7 V,在1 A/g电流密度下的比电容达到80 F/g,在36 kW/kg功率密度下的能量密度为24.1 Wh/kg,并且在循环1000圈后电容保持率达到93.7%。