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近年来,超级电容器(SCs)以其高的功率密度、优异的循环稳定性、维护成本低和快速充放电等特性引起了人们的广泛关注,并且迅速应用在诸多领域。但是较低的能量密度是制约其发展的瓶颈之一,而电极材料的性能又是影响能量密度的主要因素,所以开发和制备电容性质优异的电极材料已经成为提高SCs性能的关键。过渡金属硫化物电极材料由于其较高的电导性和丰富的氧化还原反应位点而具有更好的电容性质。但与众多电极材料相比,过渡金属硫化物电极材料在导电性、倍率性能及电化学循环稳定性等方面需要提高,并且在制备过程中易发生团聚。为了提高过渡金属硫化物电极材料的电容性质,本文通过构建具有多级结构过渡金属硫化物电极材料和设计与制备过渡金属硫化物基复合电极材料两种策略来提高硫化物电极材料的电化学性能。全文共包括五章内容,第1章为绪论部分,系统介绍了 SCs及其电极材料的分类组成、工作原理、性能优缺点以及发展趋势,讨论了二硫化钼、硫化锰、二元以及三元镍钴硫化物的结构、性质、制备和取得的研究进展,提出了过渡金属硫化物电极材料电容性能改善途径、论文的选题思路、研究内容以及创新点;第2、3和第4章为实验部分,分别采用水热法和电沉积法制备出具有多级结构α-MnS@MoS2复合电极和可压缩CoNi2S4/CNT复合海绵电极,将所制备的CoNi2S4/CNT与Fe203/CNT复合海绵电极组装成兼具超高可压缩性和优异电化学性能的CoNi2S4/CNT//Fe2O3/CNT不对称超级电容器(ASCs);第5章为全文总结。主要内容如下:(1)在无模板辅助和200℃24h的条件下,采用一步水热法制备了具有多级核壳结构α-MnS@MoS2复合立方体。通过调节反应体系锰源类型与钼源的加入量,可控制备了不同晶型和形貌的复合产物;通过调节反应体系的水热温度与时间,研究了多级α-MnS@MoS2复合立方体生长过程中相变行为。结果表明多级α-MnS@MoS2复合立方体生长过程包括四个阶段,即δ-Mn02超长纳米线首先转变为Mn304纳米颗粒,然后转变为γ-MnS六棱柱,再转变为α-MnS立方体,最后生成α-MnS@MoS2复合立方体。在三电极体系下对所制备的α-MnS@MoS2复合立方体进行了电化学性质表征,电流密度为1Ag-1时的比电容为26Fg-1。这种无模板辅助一步水热法可以通过选择过渡金属和调整硫源的加入量可以制备出多种具有新颖核壳结构的多级过渡金属硫化物复合材料。(2)以表面功能化后的碳纳米管海绵(CNTsponge)为可压缩基底,采用一步电化学沉积法制备了CoNi2S4/CNT复合海绵电极材料。通过调控电沉积时间,制备了不同负载量CoNi2S4/CNT复合海绵电极材料。在使用循环伏安法电沉积15圈所得的CoNi2S4/CNT复合海绵中,CoNi2S4纳米颗粒的平均尺寸在10～15 nm范围内,并且均匀地负载在碳纳米管表面。在三电极体系下分别对不同负载量电极材料进行电化学性质测试。结果表明电沉积圈数为15圈所得CoNi2S4/CNT复合海绵电极材料的电容性质最为优异,当电流密度为1 Ag-1时,其质量比电容高达1530Fg-1。当电流密度增大至20 A g-1时,仍可保持88%的初始电容。此外在不同压缩条件下对制备的CoNi2S4/CNT复合海绵电极材料的力学性能进行测试,当电极材料负载超过100KPa、应变达到90%时,CoNi2S4/CNT复合海绵仍然可以完全恢复至初始状态。此外探究复合海绵电极材料在不同压缩条件下电化学性能的变化规律,发现在较大压缩程度下碳纳米管三维结构内部孔径尺寸发生变化,电极材料在高的电流密度下不能保持与低电流密度下相似的比电容并且具有更大的电阻,表明在压缩程度较大情况下不利于电极材料电容性质的发挥。可压缩CoNi2S4/CNT复合电极中CNT sponge的特殊三维结构和CoNi2S4纳米颗粒形貌为保持结构稳定和较高负载量起到了决定性作用,并且为设计制备超高可压缩性和优异倍率性能过渡金属硫化物基复合材料电极提供了新思路。(3)以第三章得到的具有超高可压缩性、优异比容量及倍率性能CoNi2S4/CNT复合海绵为正极,以电化学性能与正极匹配的Fe203/CNT复合海绵为负极,2.0 M KOH作为电解质,组装具有超高可压缩性和优异电化学性能水系CoNi2S4/CNT//Fe2O3/CNT不对称超级电容器。该器件在1 A g-1时的质量比电容高达125Fg-1。与此同时,可压缩不对称超级电容器的能量密度和功率密度分别高达50 Wh kg-1和24 kW kg-1。在经历1000次压缩循环后,不对称电容器在扫速为20 mV s-1下的CV曲线面积变化微小。即使在85%压缩应变下,在电流密度为2 A g-1情况下经历10000次连续循环,仍可保持75%的初始质量比电容和97%的库伦效率,这都说明组装的CoNi2S4/CNT//Fe203/CNT可压缩不对称超级电容器兼具优异的机械性能和电化学稳定性,有望在可压缩高性能电子设备储能领域得到应用。