能源紧张和环境污染问题迫使各国努力寻找可持续发展的新能源和先进的能量储存转换技术。我国亦将新能源以及新材料等列为了国家的战略性新兴产业,然而可以明确看出的是的是,新材料的进步是促进其余新兴产业发展的基石。作为两种最常见到的能量储存设备之一,传统的电容器虽然具有特别高的功率密度,却在能量密度方面表现很差。同时,电池在使用寿命上的限制使得其使用效率不高。因此超级电容器作为一个高性能的能量储存装置,由于其在信息技术、混合动力电动车上的广泛应用,已经引起了研究者们明显的注意。超级电容器,被视为一种非常重要的电化学装置,可以起到能量存储和转换的作用,其在功率密度、以及循环寿命等诸多方面都具备着非常明显的优势,也正因如此,超电在储能领域被广泛地被应用,如便携式的电子设备、快速充电的电动汽车和智能电网等。然而与锂离子电池相比,超电的一个致命缺陷是其相对较小的能量密度。所以如何增加超电体系的能量密度成为了研究的关键所在,已知增加比电容以及工作电压范围均可以提高体系的能量密度。在提升电化学性能方面,电极的材料以及电解液的成分在超电体系当中的作用至关重要。聚苯胺材料,具有非常大的理论容量、优异的环境稳定性以及极高的功率密度,成为了储能领域研究者们一直以来关注研究的交点。但是一些固有的缺点,譬如聚苯胺导电性能底、可加工性差等问题制约了其在生产生活中的实际推广。所以,将其他的材料同聚苯胺复合,从而提升材料的导电性能和可加工性能成为科研人员惯用的手段。碳纳米管由于其具有超高的导电性能以及特殊的结构,在本文中被作为复合材料中的一种基材与聚苯胺进行复合,得到了性能良好的可以被应用于超级电容器电极材料的复合材料,与此同时还发现了另一种提升该复合材料电化学性能的方法(引入还原性电解质)并进行了深入探究。主要内容如下:(1)选用长径比位于10～15的多壁碳纳米管,经过酸化活性处理表面接支羧酸基团后与苯胺进行复合,使得苯胺可以均匀地包裹于碳纳米管的外壁,而不是杂乱地生长成块体,被聚苯胺包裹的多壁碳纳米管纵横交错的搭叠在一起,可以得到具有3D网状骨架结构的聚苯胺/多壁碳纳米管复合材料,该种结构使得电极材料具有非常好的导电性能,在方便电荷传导的同时使电解液中的离子更容易地与聚苯胺材料相接触,为体系电化学性能的提升起到了关键性的作用,在硫酸溶液中比电容值在1A/g条件下能够达到150F/g。(2)在多壁碳纳米管/聚苯胺复合材料被合成出的基础上。碘化钾氧化还原电解质被创新性地引入到电解液体系当中,来增强超电体系的电化学性能。截止到我们进入该项课题为止,没有其报道将硫酸/碘化钾混合电解液与多壁碳纳米管/聚苯胺复合电极材料在统一体系下使用。与此同时,实验还继续探究了该复合材料在不同碘化钾电解液浓度下(1, 0.5, 0.2,0.1, 0.05 mol/L)的比电容值,找出了碘化钾在该浓度范围下最有效的作用浓度,比电容值在0.05mol/L、0.1A/g的情况下能达到4960F/g。(3)在探究了多壁碳纳米管/聚苯胺复合电极材料在引入碘化钾氧化还原电解质的电解质体系中所具有的电化学性能后。我们继续探索了该复合材料在其他氧化还原电解质中的电化学性能,在对苯二酚/硫酸混合电解质中取得了喜人的成果,三电极条件下比电容值在2mol/L、0.2A/g的情况下能达到7926F/g,两电极条件下能量密度在2mol/L、1A/g的情况下 能达到 114 Wh/kg。