超级电容器是一种结合了电池和电容器优势的储能设备,可有效提高能源的储存与转换效率。碳基复合材料型超级电容器因其高的比功率、电容量、安全环保等优点,成为目前炙手可热的研究方向之一。本文主要研究了碳基复合材料的制备,通过对碳材料多孔结构的改善、掺杂、引入赝电容方法提高能量、功率密度,通过SEM、TEM、XRD、FTIR、XPS、Raman、BET等表征方法和电化学性能测试对复合材料的结构、组成和电化学储能性能进行探究,主要结果如下:一、杂原子掺杂的多孔碳基材料。以植酸为磷源,小麦粉、氢氧化钾、尿素制备的多孔碳骨架为前驱体,采用高温热处理的方法合成了磷掺杂多孔碳材料,研究了不同比例植酸下磷掺杂多孔碳（P-PCF）电极材料。测试结果表明,0.25P-PCF表现最优,达到了112 F g^-1(1 A g^-1),0.25 P-PCF作为电极材料的溶液电阻最小（0.0647Ω）,并且,在2 A g^-1的电流密度下,0.25 P-PCF经过5000次充放电循环,0.25 P-PCF仍能保持接近100%的容量保持率和约92%的库伦效率,在10A g^-1时容量保持率仍有83.9%,表现出良好的充放电性能和倍率性能。二、聚苯胺-多孔碳基材料。以PCF为骨架结构,硝酸为氧化剂,成功在APCF上包覆聚苯胺（PANI）,成功制备了羟基化多孔碳-聚苯胺（APCF-PANI）复合材料并将其作为电极材料,分别将PCF-PANI与APCF-PANI进行测试,研究发现APCF-PANI作为电极材料具有更优异的电化学性能。在1 M Na₂SO₄中,三电极测试时APCF-PANI的比电容达279.13 F g^-1(1 A g^-1);不对称二电极测试时APCF//APCF-PANI电压窗口可达2V,APCF//APCF-PANI和PCF//PCF-PANI的比电容分别为61.619 F g^-1、59.635 F g^-1(1 A g^-1),能量密度（E）分别为14.46Wh kg^-1、33.13 Wh kg^-1,功率密度（P）分别为647 W kg^-1、1000 W kg^-1。当经过200次充放电循环后APCF//APCF-PANI的库伦效率为100%,甚至经9000次循环仍有84%,循环性能优异。三、钒氧化物/碳基复合材料。利用V₂O₅自身氧化性在其表面自组装PANI,通过高温热处理PANI得到钒氧化物（V_xO_y）/碳基复合材料,并将V₂O₅、V_xO_y/碳基复合材料作为电极材料进行电化学性能测试,结果表明,V_xO_y/碳复合材料作为电极材料具有更优异的电化学性能。在三电极测试时,V_xO_y/碳复合材料比容量达98.6F g^-1(0.1 A g^-1);不对称二电极测试时,在1 M Na₂SO₄中电压窗口可达2 V,PCF//V_xO_y/碳复合材料的比容量为36.5 F g^-1(0.5 A g^-1),E为20.31 Wh kg^-1、P为1029.59 W kg^-1,同时在0.5 A g^-1下循环200次后容量保持稳定在27 F g^-1,充放电效率仍保持97%,可为超级电容器电极材料提供一种高水系电压窗口下同时提高能量密度、功率密度的制备方法。