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随着科技的发展,轻便、柔性器件特别受到人们青睐。柔性器件,特别是柔性储能器件已经成为研究热点。碳布有柔性、耐温性、循环稳定性、导电性等良好特性。碳布作为基底是储能器件良好选择。金属氧化物（AxOy）相比导电聚合物有高电容性能、资源丰富、价格低廉和制备简单等优点。金属氧化物电极材料是目前研究的重点和难点。分为三种类型:（1）单元金属氧化物,例如:NiO（氧化镍）,Co3O4（四氧化三钴）,MnO2（二氧化锰）,RuO2（二氧化钌）等;（2）二元金属氧化物,例如:NiCo3O4（钴酸镍）,NiMoO4（钼酸镍）,CoMoO4（钼酸钴）等;（3）复合金属氧化物,例如:Co3O4@NiMoO4（四氧化三钴@钼酸镍）,NiCo3O4@MnO2（钴酸镍@二氧化锰）,MnO2/KCu7S4（二氧化锰/硫铜钾）。部分二元金属氧化物有金属间良好协同效应和供离子快速通过的层状或通道结构,是超级电容器理想的储能材料。由于金属氧化物的导电性和稳定性差,因此常规的方法是通过二元金属氧化物的改性提高超级电容器性能。因此,本论文以金属氧化物为电极材料,并进行恰当的修饰改性,采用较好的封装技术,成功制备性能优异的超级电容器。论文以生长在碳布上钼酸镍（β-NiMoO4）纳米线阵列,复合碳/钛酸钠（C/Na2Ti3O7）和复合碳/钛酸钾(C@K2Ti6O13)电极材料为研究对象,进行改性、表征、电化学测试等方面研究。研究内容和成果如下:⑴基于生长在碳布上β-NiMoO4纳米线阵列的3D固态不对称超级电容器5%KMnO4（高锰酸钾）溶液处理的碳布、NaMoO4·2H2O（二水钼酸钠）和Ni（NO3）2·6H2O（六水硝酸镍）为原料,采用水热法制备以碳布为基底的β-NiMoO4纳米线阵列,利用XRD（X射线衍射分析）、FESEM（场发射扫描电子显微镜）、EDS（X射线能谱色散分析）和TEM（透射电子显微镜）对材料的成分、形貌、尺寸分析。实验证明:生长在碳布上的β-NiMoO4纳米线阵列,长30 nm、宽150 nm。生长β-NiMoO4纳米线阵列的碳布作为正极,碳线缠绕碳棒（β-NiMoO4生长在碳线上）作为负极,制作非对称复合超级电容器。进行循环伏安法（CV）、充放电法（GCD）、阻抗测试（EIS）和稳定性等电化学性能测试,实验表明:在电流密度为0.25 A/g时比电容达414.7 F/g。最大功率密度达1100 W/kg,最高能量密度达36.86 Wh/Kg。电容器在循环6000次后其比电容依然达其原始比电容的65.96%。单个电容器点亮LED灯260秒。⑵碳改性的Na2Ti3O7·2H2O作为氧化还原材料的高性能超级电容器NaOH（氢氧化钠）、TiO2（二氧化钛）为原料,采用水热法在180o生长12小时,制备白色絮状物Na2Ti3O7·2H2O纳米带。利用XRD、EDX和TGA（热重量分析）等表征方法,实验表明:样品有层状结构Na2Ti3O7·2H2O纳米带（Na-TNBs）。由A2TinO2n+1·nH2O（A=Li,K,Na）（钛酸盐族）使离子快速通过,对电子有阻碍作用即导电性比较差,因此本实验利用酒精灯碳烤法,将碳颗粒吸附在Na2Ti3O7·2H2O表面,提高电子的迁移率。采用FESEM、TEM、EDX-Mapping等,对改性样品表征。实验表明:Na2Ti3O7·2H2O纳米带表面吸附均匀分散的碳材料（C/Na-TNBs）,纳米带宽150 nm,长2μm。滴定方法将C/Na-TNBs复合材料沉积在碳布基底上,并为固态超级电容器的电极材料,采用PDMS（聚二甲基硅氧烷）封装。通过CV、GCD、EIS、稳定性测试等电化学性能测试。实验表明:在扫描速率为25 mV/S时,器件比电容达459.71F/g,功率密度达2.13 KW/Kg,能量密度达33.2 Wh/Kg。器件在6000次循环后达原始值74.3%。三个串联固态超级电容器充电点亮100盏LED灯十分钟。⑶基于通道结构的高稳定性能C@K2Ti6O13的超级电容器KOH（氢氧化钾）、TiO2（二氧化钛）为原料,采用水热法在220℃生长24 h制备白色粉末状K2Ti6O13纳米线（TNBs）。由于A2TinO2n+1·nH2O（A=Li,K,Na）材料能使离子快速通过,对电子有阻碍作用即导电性比较差,因此本实验利用酒精灯碳烤方法,将碳颗粒吸附在K2Ti6O13表面（C@TNBs）,以使电子能快速通过,增强其导电性。利用XRD、PDF、EDS、FESEM、TEM对材料的成分、形貌等分析。纳米线长500 nm,宽60 nm。将C@TNBs沉积在碳布基底上制成固态超级电容器,采用PDMS进行封装。采用CV、GCD、EIS、稳定性测试。实验表明:超级电容器器件充放电循环10000次后有82.7%的比电容剩余,故器件有良好稳定性。通道结构缩短离子的传播路径,表层吸附的碳材料有利于电子快速迁移,这种协同作用大大加强材料电容性能。器件比电容达301 F/g,功率密度达1047 W/Kg,能量密度达26.8 Wh/Kg。三个串联的超级电容器充电点亮100盏LED灯16分钟。因此,材料有优异的电化学性能。