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全球关于清洁能源的需求和环境保护的意识不断增长,因而对于高效储能设备的需求也越来越大。超级电容器作为一种新型的能量存储设备,因其具有快速的充放电速率、较高的功率密度、出色的倍率性能以及长的循环寿命等特性,引起了学术界和工业界的广泛关注。而电极材料的结构和电化学性能对于制备具有优异的电化学性能的超级电容器来说至关重要。因此,设计和合成具有理想结构和出色电化学性能的电极材料一直是开发高性能超级电容器的重要任务。过渡金属（镍,钴,铜,锌等）基复合材料,比如氧化物、氢氧化物、碳酸盐氢氧化物（CHs）等材料由于其特殊的电化学活性、储量丰富及稳定性好等特点,在电容器领域具有非常重要的研究意义与应用价值。本论文中,我们采用原位氧化法在三维导电多孔泡沫铜基底上直接生长了氢氧化铜（Cu（OH）2）纳米棒阵列,然后将其作为模板和前驱体,分别结合循环伏安氧化法（CVO）制备了CVO Cu@CuO电极材料,结合水热法制备了Cu（OH）2@ZnNi-CoCH和Cu2+1O@NiCoAl-LDH复合材料,研究了它们的电化学性能,并将它们作为电极材料应用于超级电容器。具体如下:1.依次采用原位氧化法、煅烧处理和循环伏安氧化法,在三维导电泡沫铜上直接制备了具有多级结构的CVO CuO纳米棒阵列。并将制备的CVO Cu@CuO纳米棒阵列材料直接用于制备无粘结剂电极,与普通粉末电极相比,由无数超薄的CuO纳米片包围的CuO纳米棒阵列具有更好的结构稳定性、更多的电化学活性位点、更优越的活性材料利用效率和更快的扩散性能,因而具有更优异的电容性能。2.以在泡沫铜上直接原位生长的Cu（OH）2纳米棒阵列作为模板和前驱体,通过简单的水热法,在纳米棒表面均匀地生长一层Zn和Ni共取代的Co的碳酸盐氢氧化物（ZnNi-CoCH）纳米刺,形成三维多级结构的Cu（OH）2@ZnNi-CoCH复合材料。这种多级结构提供的大比表面积以及ZnNi-CoCH中各种金属元素之间的协同作用,使目标产物具有优异的电容性能。3.以在泡沫铜上直接原位生长的Cu（OH）2纳米棒阵列作为模板和前驱体,经过一步简单的水热反应,使Cu（OH）2纳米棒转化成Cu2+1O纳米棒的同时在其表面生长一层均匀的镍钴铝层状氢氧化物（NiCoAl-LDH）纳米片,从而获得多级结构的Cu2+1O@NiCoAl-LDH复合材料。该复合材料独特的纳米棒阵列结构和多级结构使其具有优秀的电容性能,并且以此复合材料为正极材料所制备的混合超级电容器器件具有超高的能量密度。