混合型超级电容器,使用以电池型原理储能的材料作为电池型电极,提供高能量密度;电容型材料作为电容型电极,提供高功率密度和长循环寿命。作为一类新型的储能装置,混合型超级电容器可以同时具有较高的能量密度、功率密度和良好的循环性能,在充电电池与传统电容器之间架起了桥梁,综合性能优异。在诸多过渡金属硫族化合物的电池型材料中,镍基化合物具有优异的电化学性能,而硒化镍与氧化镍、硫化镍相比,具有更强的金属性和更高的电导率。因此,硒化镍作为一类重要的电池型材料,在新一代混合型超级电容器,尤其是全固态器件和便携电子产品等领域,具有广阔的发展前景。基于上述研究背景,本论文以硒化镍的制备方法及电化学性能的研究为核心:使用一步水热法制备了硒化镍结构,并在此基础上进一步简化了制备流程,提高经济效益;同时研究了硒化镍电极材料及其混合型超级电容器的电化学性能。本论文的主要研究内容如下:(1)以六水合硝酸镍为镍源,使用一步水热法制备了 NiSe2材料。NiSe2结构以金字塔型在衬底表面密集生长,不仅能够增大材料比表面积,而且缩短了电极内部电解液离子扩散的距离。因此,NiSe2电极表现出优异的电化学性能:较高的比电容2168 Fg-1和较低的内阻0.85 Ω。以该NiSe2材料作为电池型电极,活性炭作为电容型电极,组装NiSe2基全固态混合型超级电容器,其能量密度可达0.196 mW hcm-2,而等效串联电阻仅1.52 Ω。将两个NiSe2基全固态混合型超级电容器串联后,作为供能装置,充电9 s,可持续点亮一个红色LED灯3 min以上,显示出优异的能量储存能力和实际的应用潜力。(2)以泡沫镍同时作为镍源和衬底材料,使用周期更短、成本更低的水热法制备了 NiSe2-Ni2O3材料。NiSe2-Ni2O3颗粒型结构以泡沫镍为基底在表面密集生长,增加了材料的比表面积和电化学反应活性位点。NiSe2-Ni2O3结构的电化学性能优异:作为电极材料,最高面积比电容值可达2.87Fcm-2;作为电池型电极组装混合型超级电容器,最高能量密度为0.199 mWhcm-2,最高功率密度为16mWcm-2,且内阻仅为0.91Ω。进一步探究反应时间对NiSe2-Ni2O3结构电容性能的影响,表现出随着反应时间的延长,NiSe2-Ni2O3的比电容先增加后下降的变化趋势,且当反应时间为12 h时,电极具有最高比电容和最低的内阻。电解液体系对NiSe2-Ni2O3结构电化学性能的影响,表现为在NaOH电解液体系中,NiSe2-Ni2O3电极及其混合型超级电容器具有最高的电容性能,而在KOH电解液体系中,具有最好的倍率性能和长循环寿命。