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众所周知,能源在世界的发展中一直扮演着关键的角色。目前能源中一直处于主导地位的煤、石油、天然气等一级能源一直在急速消耗,但是这些能源数量有限且不可再生,因此开发新型储能装置来缓解甚至代替一级能源则拥有着极其关键的战略意义。新型储能装置应该比原有能源更优秀,在具备较高的能量密度、较高功率密度和循环寿命的同时,最好也无污染(或污染小)并且价格低、易获取。因此,各种各样的储能技术被研发出来。在众多储能元件中,超级电容器具有功率密度高、寿命长、成本低、较大的工作温度区间和整体材料环境友好等特点,使其在众多的储能技术中受到更广泛的研究。标准典型的超级电容器含有两个电极(电极的作用为储能)、电解液和隔膜。其中电极材料作为最主要的研究对象一直被广泛的研究,比如石墨烯、碳纳米管等碳材料的研究,再有金属氧化物钴、镍等材料的研究。由于金属氧化物在电极、溶液界面发生化学反应,所以产生的是法拉第准电容,要远大于碳材料产生的双电层电容,因此金属氧化物电极材料在高比电容的超级电容器的研究领域中经常出现。然而单一的金属氧化物电极材料会有较低的电导率等缺点,并且界面电荷传输会有一些限制。采用一些复合方法或者特殊方法制备金属氧化物来间接的改善其缺点显得尤为重要。因此基于以上情况,本文主要研究结果如下:(1)首先研究RGO和Co(CO3)0.5(OH)0.11H2O纳米棒复合材料。用传统水热法获得还原氧化石墨烯(RGO)和钴碳酸盐氢氧化物(Co(CO3)0.5(OH)0.11H2O)纳米棒复合材料。然后探究不同投料比、水热温度、水热时间对新研究的复合电极材料比容量的影响。选择最适合的条件后得到最优的RGO复合电极材料,其电极比容量为206 F g-1。在XRD、EDX下确定复合材料的组成。RGO呈现的是出相互叠层的结构,并且外层的RGO表面长有Co(CO3)0.5(OH)0.11H2O纳米棒;新型材料在电流密度0.5 A g-1时,质量比容量高达270 F g-1。复合电极材料做为阴阳极组装对称型超级电容,能量密度为3.13 W h kg-1,功率密度是290 W kg-1,当电流密度5 A g-1下循环10000次后容量仍能维持100.0%,这代表材料具有极好的循环稳定性。(2)使用静电纺丝方法制作钴酸镍纳米管,并对其电化学性能进行研究。这一突破的独特性在于制备的一维NiCo2O4纳米结构的形貌可以通过调节前驱物浓度来调整,从而可以定向的制备多孔碳纳米管。多孔纳米管这样一个独特的配置不仅有利于快速的离子和电子的输运,而且也利于OH-离子的插入、提取过程。通过表征手段确定组成后,研究不同配料比下制备的钴酸镍的微观组成并选择出微观结构最优秀的钴酸镍进行电化学性能的研究。通过扫描电镜发现不同配料比下生成的钴酸镍结构不同。通过合理调整静电纺丝参数,可以获得纤维、管状、带状等形貌。纳米管因为孔多结构完整,所以是三种结构中最适合超级电容器的结构,纳米管状结构的比电容最大。将静电纺丝生成的钴酸镍与乙炔黑、PTFE制备成电极材料后进行电化学测试,新型的碳纳米管电极具有较高的比电容(1500 F g-1)和良好的循环稳定性(25%的损失在10000次循环)。因此,钴酸镍纳米管可以作为超级电容器的优秀的电极材料。这些结果还表明,通过适当的科学设计是可以做成具有独特形貌和特殊微观结构的一维纳米结构,是可以实现制备具有优异电化学性能的金属氧化物纳米复合电极材料。最后,值得指出的是这种简单的策略未来是可以推广到具有可控形貌的其他电活性材料的合成方案中。