超级电容器作为一种新型储能器件,因其充放电速率快、功率密度高和循环性能好等特点而成为新型储能装置的研究热点之一。其中电极材料对超级电容器的性能起决定性作用,以双电层电容储能的碳材料的导电性和循环性能好,但比电容低,而以赝电容形式储能的金属氧化物的比电容高,但循环性能差。将金属氧化物与碳结合形成复合材料,利用二者的协同作用,可以进一步提高储电性能,有望满足超级电容器的发展要求。因此,本论文以金属有机骨架(MOF)衍生的碳材料为载体,设计制备了三类金属氧化物/碳复合电极材料,主要内容如下:1.采用自组装方法制备了形貌可控的盘状镍-锌-均苯三甲酸骨架,经固态转化后成功得到了 NiO/MCN纳米盘。研究表明只有当反应时间为1 min,Ni/(Zn+Ni)摩尔比为0-1.0%时才可以得到规整的NiO/MCN纳米盘复合材料。NiO/MCN-0.5%具有良好的导电性、较高的石墨化程度、高孔隙率和适量NiO纳米晶的嵌入。因此在用作双电层电容电极材料时表现出较高的质量比电容(261 F/g)、良好的倍率性能和优越的循环稳定性(8000圈循环后比电容仅损失2%)。2.为了提高赝电容组分的利用率,以MOF衍生的氧功能化的碳纤维(OCNF)为载体,经负载镍钻氢氧化物并退火后得到核壳结构的OCNF@NiCo2O4复合材料。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)证实了核壳结构的成功制备,且NiCo2O4纳米片在OCNF上均匀分散。与未经功能化的碳纤维得到的CNF@NiCo2O4和纯相NiCo2O4相比,OCNF@NiCo2O4的赝电容组分高度分散且与载体间有较强的相互作用,在电化学测试中表现出较高的比电容(1142 F/g)、出色的倍率性能和优越的循环稳定性(经5000圈循环后仍然保留有94.5%的比电容)。3.通过调变MOF的碳化温度改变载体的性质,经负载镍钴氢氧化物并退火后得到一系列NiCo2O4/CNF复合材料。研究发现随载体碳化温度的升高会使得复合材料中NiCo2O4的形貌由纳米颗粒向纳米片转变,但其含量却从95%下降到了55%。复合材料NiCo2O4/CNF-450具有高度分散的NiCo2O4纳米片,在电化学测试中表现出良好的电容性能,当扫速为1 mV/s时比电容为870 F/g,功率密度为300 W/kg时能量密度可达39.3 Wh/kg。由于NiCo2O4和载体CNF之间较强的相互作用也使得NiCo2O4/CNF-450具有较低的阻抗、优越的倍率性能和出色的循环稳定性。