法拉第准电容器(又称赝电容器)是超级电容器的一种,能提供比双电层电容器高数十倍的比电容,可以有效弥补超级电容器能量密度低的一大短板,很有希望取代二次电池成为新一代主流储能装置。电极材料是赝电容器的核心部分,直接决定了其比电容的大小,各类过渡金属化合物是目前广泛研究及主要应用的赝电容器电极材料。提高赝电容器电极材料比电容的主要方法有两种：一、改善过渡金属化合物电极材料导电性差的固有缺陷,比如与石墨烯等导电性好的电极材料的复合,或者以泡沫镍、碳纤维布等具有良好导电性的材料直接作为基底生长；二、电极材料纳米化,即控制合成各种形貌的纳米结构(纳米线、纳米棒、纳米管、纳米球等等),通过增大材料的比表面积以增大其与电解液接触的反应活性位点,从而达到改善其电容性能的目的。关于上述两种方法的研究一直以来都是科研工作者兴趣非常浓厚的方向。本文基于上述两种提高赝电容超级电容器电极材料比电容的途径主要做了以下的研究工作。1.Co0.85Se纳米管阵列在泡沫镍基体上的原位合成生长及其电化学性能研究。采用两步水热化学合成方法,在导电泡沫镍基底上合成出了一种新颖的捆束状Co0.85Se纳米管阵列,单根Co0.85Se纳米管直径约为50～100 nm,长度约1μm。采用三电极体系,直接以其作为工作电极研究了它的超电性能。捆束状Co0.85Se纳米管阵列电极的比电容在4Ag-1充、放电电流密度下高达1394Fg-1,相应的能量密度和功率密度分别为34.97 Wh kg-1和849.98 W kg-1。此外,这种新颖的捆束状Co0.85Se纳米管阵列也表现了良好的倍率性能以及优异的循环稳定性,是一种有潜力的赝电容器的电极材料。2.具有纳米花状结构的NiSe电极材料的制备及其电化学性能研究。本部分通过两步水热法合成出了一种新颖的具有纳米花状结构的NiSe电极材料,该电极材料表现出了良好的电化学性能。在1Ag-1电流密度下,比电容达到了956 Fg-1,在10 Ag-1电流密度下,比电容也依旧达到了514 Fg-1。,表现了良好的倍率性能和稳定性。可作为一种很有潜力的电极材料应用于赝电容超级电容器。3.纳米花球状结构NiS电极材料的合成及电化学性能研究。采用化学水热合成方法制备出了一种具有纳米花球状结构的NiS电极材料。在2 Ag-1电流密度下,该材料的比电容可以达到670.8 Fg-1,在5Ag-1。时,比电容也达到了410.6Fg-1。在5Ag-1电流密度下,经过1000次循环后比电容仅损失16.1%,表现出了良好的循环稳定性和倍率性能,因此在赝电容器的电极材料表现出了巨大的应用潜力。