超级电容器作为区别于传统化学电源的新型储能器件,其充放电速率快,循环寿命长,能量密度高,因此在电子设备、智能电网控制系统、混合电动汽车等诸多领域应用普遍。超级电容器涵盖材料、能源、物理、机械等众多学科领域,其电极材料的研发成为了研究人员着力的重要方向之一。作为超级电容器的关键部件,电极材料直接决定了器件的整体性能。过渡金属氧化物Ni O,是一种p型半导体,具有价格低、丰度高、电容高、毒性小的特点。然而,由于过渡金属氧化物导电性能低的问题导致Ni O应用困难,且制备后的Ni O易发生团聚、坍塌的现象。综合以上考虑,本论文以Ni O为基体,对其进行改性和复合材料的设计,在一定程度上改善它的性能,从而增加应用价值。1、首先通过电沉积和脱合金结合的方法在铜箔上制备了多孔的镍和铜的氧化物（Ni O/Cu2O/Cu）,此结构整体呈纳米多孔核壳状,外壳为因表面吸附而产生的氧化物,呈纳米片状生长,内部为镍和铜的氧化物紧密分布。过渡金属氧化物与其他金属或金属氧化物的结合,引入了杂质带效应,弥补了单一Ni O的缺陷,同时电沉积和脱合金结合的方法易操作,这种方法也使Ni O的坍塌和团聚问题得到抑制。在沉积时间为600 s时,复合电极材料在1 A/g时的比电容为2591.1F/g,以该电极材料作正极的非对称超级电容器器件电压窗口为1.6 V,能量密度为45.7 Wh/kg。2、通过简单的置换反应制备了Ni（OH）2前体,然后利用氧化烧结和水热法合成了Ni O/Ni-MOF复合材料。此材料形貌为三维的类核壳状,Ni O上自生长Ni-MOF纳米片。Ni O与金属有机骨架Ni-MOF的协同作用不仅优化了形貌,还充分利用了各自的优势。Ni O起到模板和支撑的作用,Ni-MOF在电解液中暴露更多的活性位点,改善了导电率低的问题,为离子的自由移动提供了通道,大大提高了材料的电化学性能。其中Ni O/Ni-MOF25复合电极材料在1 A/g时达到了1920 F/g的比电容,以Ni O/Ni-MOF25为正极的非对称超级电容器的电压窗口为1.7 V,能量密度为45.89 Wh/kg。3、通过简单的水热和之后的原位碳化制备了Ni O/C复合材料,通过材料分析方法对复合材料进行物理表征,发现此材料为Ni O与碳材料构筑的包覆结构。外层的无序碳排列不规则,不仅提供了电子转移途径,提高了材料的导电性,还抑制了内部Ni O的堆聚和坍塌,避免了在循环时体积发生变化;内部的Ni O大小均匀、边界清晰、嵌实紧密,显示其均匀的形核机制。其中Ni O/C-2在电流密度为1 A/g时比电容为4311 F/g,以Ni O/C-2为正极的非对称超级电容器器件的电压窗口为1.6 V,能量密度为25.8 Wh/kg。该论文包括40幅图,2个表,112个参考文献。