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超级电容器是一种新型的储能器件,具有环境友好、充放电速度快及循环稳定性高等特点,有广阔的应用前景。但与锂离子电池及燃料电池等相比,其能量密度还有待提高。超级电容器的能量密度E与其比电容C和工作电压U有关（E=1/2CU2）,因此可通过提升比电容和工作电压提高超级电容器的能量密度。在非对称型超级电容器中,正、负电极在不同的电位区间内储能,组装非对称超级电容器是提高工作电压的有效途径。一般来说,超级电容器的比电容主要与电极材料有关。与主要利用双电层储能的碳材料相比,利用快速法拉第反应储能的赝电容材料具有较高的理论比电容,有利于提高电容器比电容。但赝电容材料一般存在导电性差、储能利用率低、循环寿命短等问题,限制了其实际应用。设计制备高性能赝电容正、负电极材料,组装高性能非对称型超级电容器,是亟待解决的问题。由碳纤维编织而成的碳布（CC）可为赝电容材料提供导电基底,其三维多孔结构还有助于促进电解液离子在电极上的传递,加强赝电容材料与电解液接触而提高储能贡献。本文研究了高负载量氧化锰（MnOx）和核壳结构α-Fe2O3@PPy纳米片在CC上的生长,制备了 M-0.625及F-400@PPy电极。为了加强赝电容材料与基底的相互作用,本文又研究了 CC的电化学功能化处理,制备了功能化碳布（Functionalized Carbon Cloth,FCC）,并进行了聚吡咯（PPy）在 FCC 上的电化学生长,制备了 PPy/FCC。然后,分别以PPy/FCC、M-0.625及F-400@PPy为电极,组装了非对称型超级电容器,探讨其实际储能应用。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）等手段研究了所制备电极的形貌及组成,利用循环伏安（CV）扫描、恒电流充放电、交流阻抗（EIS）等技术研究了其电化学性能。本论文主要包括如下几个方面内容:（1）利用温和的电化学技术对CC进行功能化处理,有效改善了润湿性,提高了电化学性能。在制备的功能化碳布（FCC）基底上进行了 PPy的电化学生长,制备了 PPy/FCC。FCC功能化过程中引入的含氧官能团可掺杂于PPy中,加强聚合物与导电基底间的相互作用,建立快速电子传导通道。FCC上编织的碳纤维形成三维多孔结构,保证了 PPy与电解液充分接触,大大提高了储能性能。在1 mA cm-2的电流密度下,PPy/FCC的面积比电容为341.2 mF cm-2。当电流密度扩大20倍至20 mA cm-2时,其电容维持率高达70%,展现出良好的倍率性能。（2）在CC基底上进行了高负载量氧化锰（MnOx）的电化学沉积。通过调节电解液中络合剂的浓度,优化了氧化锰的形貌和水合组分（H-O-H及Mn-O-H）含量,促进了电解液离子在氧化物中的迁移。在含有0.0125 M MnSO4、0.625 M（NH4）2SO4和1.25 M NaAc的电解液中制备的M-0.625电极,具有高度多孔的纳米结构和适量的水合组分含量,为解决高负载量氧化锰电极通常存在的传质速率慢、倍率性能差等问题奠定了基础。在1 mA cm-2的电流密度下,氧化锰负载量高达7.02 mg cm-2的M-0.625电极的面积比电容高达1.64 F cm-2。当电流密度从1 mA cm-2增加至20 mA cm-2时,该电极的电容维持率高达69%,表现出良好的倍率性能。（3）利用电化学沉积技术和后续热处理,在CC基底上生长了 α-Fe2O3纳米片,研究了热处理温度对氧化铁电极储能性能和循环充放电稳定性的影响。利用吡咯的电化学聚合,在400℃下时制备的F-400电极上的α-Fe2O3纳米片外表面包覆了一层PPy薄膜,制备了具有核壳结构的F-400@PPy纳米片电极。PPy包覆改善了电极的导电性,并有效缓冲了循环充放电过程中氧化铁的体积变化,提升了电极的电化学稳定性。在1mA cm-2的电流密度下,活性物质负载量为5.07 mg cm-2的F-400@PPy电极的质量比电容和面积比电容分别为186 F g-1和942.9 mF cm-2。当电流密度从1 mAcm-2增加至50 mAcm-2时,该电极能够维持初始电容值的61.5%。在10000次恒电流充放电测试后,F-400@PPy电极的结构维持良好,电容维持率高达92.3%,展现出了良好的电化学循环稳定性。（4）为了研究PPy/FCC、M-0.625及F-400@PPy电极在超级电容器中的应用,制备了分别与其电荷匹配的MnO2/CC、PPy生长于高度功能化碳布（Highly Functionalized Carbon Cloth,HFCC）表面形成的 PPy/HFCC和 MnOx/CC 电极。以PPy/FCC为负极、MnO2/CC为正极组装的MnO2/CC//PPy/FCC非对称型超级电容器,工作电压达1.8 V,功率密度为12.85 mW cm-3时,能量密度高达0.8 mWh cm-3。当功率密度高达250 mW cm-3时,其能量密度仍可达0.51 mWh cm-3。经过10000次恒电流充放电测试后,该器件的电容维持率为90.7%。在。以M-0.625为正极、PPy/HFCC为负极组装的M-0.625//PPy/FCC非对称型超级电容器,工作电压可达1.8 V,功率密度为8.73 mW cm-3时,能量密度高达2.67 mWh cm-3。经过10000次恒电流充放电测试后,该器件的电容维持率高达91.73%。以F-400@PPy为负极、MnOx/CC为正极,组装了 MnOx/CC//F-400@PPy非对称型超级电容器。功率密度为8.34 mW cm-3时,该器件能量密度为1.29 mWh cm-3;当功率密度高达166.8 mW cm-3时,其能量密度仍可达0.95 mWh cm-3。经过10000次恒电流充放电测试后,该器件的电容维持率高达91.1%,展现出良好的电化学循环稳定性。