日益严峻的全球环境和能源需求,亟待开发清洁能源和先进的能源储存、转换设备。由于较佳的理论电容和成本效益,镍钴基复合材料在超级电容器和燃料电池的电极材料领域广泛应用。然而,由于其容易团聚及较差的循环稳定性、导电性,阻碍了其实际应用。本文主要通过构建镍钴基(Ni-Co)化合物及C、N、S等掺杂原子之间的相互作用,解决纳米粒子间的团聚作用造成的电化学性能衰退等问题。同时,该类化合物在非贵金属电催化剂方面也具备很大的发展空间。本文尝试氟掺杂来修饰Ni-Co化合物,提高其相应电催化性能。本文主要以镍钴基复合物材料为研究对象,进行相关材料的掺杂、形貌研究和相应应用前景的探索。使用镍、钻的硝酸盐、乙二醇为原料,尿素为沉淀剂,葡萄糖为碳源,经过水热法一步合成富碳的碱式碳酸Ni-Co化合物。进行不同富C量的实验,探讨了 C添加量对复合物形貌的影响。并通过三电极测试结果说明,葡萄糖与硝酸钴投料质量比为2时,Ni-Co化合物(Ni2Co1-C2)呈现相对独立的康乃馨状形貌,拥有1666F/g(0.5A/g)的比电容。另外,Ni2Co1-C2样品经过1000圈循环之后(5A/g),比电容仍可保留89.9%。在此基础上,以硫脲为N和S源,通过溶剂热法一步合成N、S双掺杂的富碳Ni-Co碱式碳酸化合物。在富碳量一定时,进行不同掺杂量的实验,探讨了其形貌变化。通过电化学测试发现,硫脲与硝酸钴投料质量比为1:1时,所得到的产物Ni2Co1C2-S1可以维持较好的康乃馨状形貌,并获得1958 F/g(0.5 A/g)的最大比电容,且经过1000圈循环之后(5A/g),仍可保留98.5%。以硝酸钴投料量为基准,使用2倍掺C量和1倍硫脲掺杂,获得康乃馨状N,S双掺杂富碳碱式碳酸镍钴化合物(NSH),并制备一系列对照组样品,将其应用于二电极,制备成扣式电池,而所组装的NSH//还原氧化石墨烯水凝胶电容器,具备优越的能量密度(44.4Wh/kg,460W/kg;11.7Wh/kg,9.8kW/kg)。采用氟化铵(F源)和镍钻硝酸盐,通过一步溶剂热法合成出圆柱状氟掺杂的氟化镍钻酸铵盐,初步探讨其粒径和掺氟量之间的关系。当掺氟量与硝酸钴质量比为1:1时,所得样品为均一圆柱状形貌,其高和底面直径分别为h:0.48μm,Φ:1.70 μm,具有较佳OER性能,在10 mA/cm2析氧反应下,具有457 mV的较小过电位,以及56 mV/decade的Tafel曲线斜率。