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超级电容器是一种新型的储能器件，它具有高功率密度、高能量密度、高充放电效率、良好的可逆性、长循环寿命及无污染等特点。近年来，MnO2、NiO和Co3O4等过渡金属氧化物因氧化还原准电容表现出的优异电化学性能，引起国内外科研工作者的广泛关注。其中，Co3O4纳米材料由于形貌可控、制备工艺简单和高的电导率成为超级电容理想的电极材料，也是复合纳米结构电极材料的理想基底。 本文首先采用水热法制备了Co3O4纳米结构电极材料，研究水热反应的时间、温度等参数以及电解液浓度对对Co3O4电极电化学性能的影响，结果表明，温度在95℃水热反应8h，能够在三维泡沫镍上获得均匀分布的多孔Co3O4纳米线，单根纳米线的直径约为40nm，长度大约3um。恒流充放电测试结果显示，电解液浓度为3M KOH时，样品在1mA/cm2电流密度下的比电容为836F/g。 在此基础上，通过水热法分别在三维多孔Co3O4纳米线阵上复合NiMoO4和Co(OH)2，以提高电极材料的电化学性能。研究结果表明，在3M KOH的电解液下测得Co3O4@NiMoO4复合电极在1mA/cm2的电流密度下的质量比电容和面积比电容高达1168.5F/g和5.17F/cm2，并且在50mA/cm2的电流密度下，Co3O4@NiMoO4复合电极的质量比电容和面积比电容仍分别有551F/g和2.48F/cm2;Co3O4@Co(OH)2复合电极材料在1mA/cm2的电流密度下其质量比电容和面积比电容为1579F/g和3.3F/cm2。复合材料的比电容大于两种单一电极材料两者之和。 最后，通过采用水热反应和恒电位沉积两步法制得了Co3O4@PPy核壳结构的纳米线阵列复合结构，研究了这种导电聚合物/金属氧化物复合材料的电化学特性。研究结果表明，Co3O4@PPy核壳结构的形成是PPy先在Co3O4纳米线上成膜，并经过二次成核形成纳米薄片形。所制备的PPy纳米薄片为大表面积的皱褶状，能大大增加核壳结构的比表面积，有利于离子的有效吸附，进而提高复合材料的电化学性能。Co3O4@PPy核壳结构的纳米线复合电极，在1mA/cm2的电流密度下，面积比电容和质量比电容分别为4.9F/cm2和2017F/g，远高于单一Co3O4纳米线阵列电极的面积比电容和质量比电容（0.85F/cm2和836F/g）。在5mA/cm2电流密度下循环1000次后，Co3O4@PPy核壳结构的复合材料仍保持较高的面积比电容(2.5F/cm2)。同时，交流阻抗分析表明，Co3O4@PPy核壳结构的复合电极的电导率高于单一Co3O4纳米线电极。