法拉第赝电容器具有比双电层电容器更高的理论比电容和能量密度,是最有希望实现更高性能的超级电容器。然而,能量密度、倍率性能及循环稳定性等性能仍需进一步提高以满足实际应用需求。目前,提高电极材料比表面积和导电性是提高赝电容超级电容性能的主要手段。本研究以阳极氧化制备的高比表面积TiO₂纳米管阵列作为骨架材料,利用电化学还原方法提高纳米管导电性,并在纳米管内电化学沉积性能良好的赝电容电极材料从而制备具有高比表面积和优良导电性的纳米复合电极。主要研究内容如下:首先,以钛箔为前驱体,通过控制阳极氧化时间制备了不同阵列长度的TiO₂纳米管阵列,并分别研究了其电化学性能。通过阳极氧化过程中电流密度-时间演变曲线探究了TiO₂纳米管阵列形成和生长机制。实验结果表明,TiO₂纳米管阵列表现出较差的电流响应,在电流密度为0.1 mA?cm^-2时比电容仅为1.55 mF?cm^-2。其次,采用新颖且高效的电化学还原工艺对TiO₂纳米管阵列电极进行改性。实验结果表明,掺杂还原前后纳米管的形貌结构没有发生明显变化,但电化学还原后的纳米管阵列（H-TiO₂）颜色从最初的浅灰色变为蓝色。纳米管管长对H-TiO₂电极电化学性能影响不大,而电化学还原电压、时间及电解液温度都会显著影响H-TiO₂电极的电化学性能。在25℃的0.5 M Na₂SO₄溶液中,施加5 V电压掺杂30 s后,比电容可达22.17 mF?cm^-2,是原始TiO₂比电容的14.3倍,电化学掺杂显著提高了TiO₂纳米管的导电性及电容性能。同时,电化学还原不会损坏或改变TiO₂纳米管的形貌和晶体结构。最后,以H-TiO₂纳米管阵列为基底材料,通过恒流电沉积法在纳米管阵列中沉积Ni（OH）₂、Co（OH）₂和NiCo_x（OH）_y,成功制备了Ni（OH）₂@TiO₂、Co（OH）₂@TiO₂和NiCo_x（OH）_y@TiO₂纳米管复合电极。实验结果表明,在电流密度为0.5 mA?cm^-2时比电容分别为320 mF?cm^-2（Ni（OH）₂@TiO₂）和347mF?cm^-2（Co（OH）₂@TiO₂）,表现出了优良的赝电容性能。而与单一金属沉积的M（OH）₂@TiO₂相比,镍钴共沉积合成的NiCo_x（OH）_y@TiO₂具有更高的比容量376.8 mF?cm^-2,经过1000个周期循环后初始电容的保留率仍为79.8%,表明三元金属化合物NiCo_x（OH）_y@TiO₂具有更高的氧化还原活性和循环稳定性,可以作为一种很有前途的电极材料。