即将到来的智能化能源时代,会使物联网,电动汽车和柔性/可穿戴电子产品得到广泛的应用。这激发了研究者们对具有高能量密度,电化学可持续性以及机械灵活性的先进电源设备的不断探索。近年来,世界各国均对发展新能源投入了大量精力。从基础研究到实际技术,研究者们不断地在寻求如锂离子电池,锂空气电池,超级电容器以及锂硫电池等新一代化学电源的商业化突破。但是在迄今为止的报道中,以单质硫作为正极,金属锂作为负极的锂硫电池由于其具有高的理论比容量(1672 mAh g^-1)和能量密度(2600 Wh kg^-1)以及单质硫资源丰富、环境友好等优点,使得它有望成为最具有应用前景的下一代储能器件。但是由于活性物质硫与其放电产物电导率低,并且在充放电过程中存在接近80%的体积膨胀,以及多硫化物溶出等问题,限制了锂硫电池的进一步商业化应用。因此,有效的解决上述三个主要问题将会推动锂硫电池的商业化应用。由于MOF（金属-有机骨架）材料具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优势。基于以上优点,我们第一个工作以钴基自支撑材料为基础,首先以本身形成相互连通的导电网络的碳纤维布为基底,将其活化后得到具有多功能团的碳纤维布（ACC）,这有助于在电化学反应过程当中对多硫化物的吸附作用,进而增加活性物质的利用率。再通过溶液浸渍法生成棒状结构的Co-MOF-ACC前驱体,最后通过磷化处理得到三维纳米片状Co（PO₃）₂-ACC电极材料,经磷化后材料表现出增大的比表面积来储存活性物质。最终,该三维自支撑电极在0.1C(1C=1675 mAh g^-1)的电流密度下保持1275 mAh g^-1的比电容,240次循环后容量也可稳定至638 mAh g^-1。进一步,第二个工作以镍基自支撑材料为基础。沿用第一个工作中改性得到的ACC,通过溶液浸渍法原位生长出具有三维纳米片状结构的Ni（OH）₂-ACC前驱体,再通过磷化处理得到了具有珊瑚状结构的Ni₂P-ACC活性物质。通过分析二者的微观形貌特征,探究了材料的微观形貌对电化学性能影响。最后,由于Ni₂P-ACC具有新型纳米棒-纳米片珊瑚状结构以及增强的导电性与高润湿性,因此Ni₂P-ACC在1C的大电流密度下保持880 mAh g^-1的比电容,600次循环后容量也可稳定至660 mAh g^-1。最后基于两种材料具有新型的三维结构,这在超级电容器领域可能也会得到优异的结果,因此我们尝试将上述自支撑电极做进一步拓展。结果表明,该种三维结构的自支撑的电极在超级电容器领域同样拥有出色的电化学性能。此部分工作拓宽了自支撑电极在电化学储能方面的应用。