【摘 要】
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混合超级电容器结合了电池和双电层电容器的双重优势,具有较高的功率密度和能量密度以及良好的电化学稳定性等特点,近年来受到越来越多地研究。然而,由于电池型材料迟缓的离子扩散和较低的结构稳定性限制了其电化学性能,因此提高电池型电极材料的性能是发展高性能混合超级电容器的重要手段。基于此,本文通过对电极材料结构以及复合方法进行调控达到优化电极材料/电解液界面的反应活性的目的,从而提高混合超级电容器的性能。具
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混合超级电容器结合了电池和双电层电容器的双重优势,具有较高的功率密度和能量密度以及良好的电化学稳定性等特点,近年来受到越来越多地研究。然而,由于电池型材料迟缓的离子扩散和较低的结构稳定性限制了其电化学性能,因此提高电池型电极材料的性能是发展高性能混合超级电容器的重要手段。基于此,本文通过对电极材料结构以及复合方法进行调控达到优化电极材料/电解液界面的反应活性的目的,从而提高混合超级电容器的性能。具体内容如下所述:（1）采用低温硒化法合成出一系列具有分级结构的镍钴硒化物材料,这种复杂的层次结构提高了电极材料/电解液界面的反应活性。利用在低温环境下氢氧化物前驱体与硒反应转化成硒化物。硒化过程导致了样品的重结晶,产生了纳米微粒和纳米片的复杂层次结构。通过调整不同的Ni与Co的比例,可以得到最优的硒化物电荷存储性能。当Ni与Co的比例为4:2时,镍钴硒化物的综合性能最好。Ni0.67Co0.33Se2在比容量和循环性能方面表现出优异的性能。基于Ni0.67Co0.33Se2的混合器件也表现出高比能量和比功率性能。（2）研究了通过阴离子交换反应制备出Mn掺杂的NiCo2S4双壳层中空纳米线阵列,这种结构提高了NiCo2S4电化学反应活性和电极材料/电解液界面反应,实现了良好的超级电容性能。并探究了Mn在NiCo2S4中的掺杂效应,Mn成分减缓了材料的外扩散,使硫化物在纳米线阵列中形成双壳中空结构。NiCoMn-S这种特殊的双壳中空纳米线结构使其在比容量高、倍率性能优越、循环稳定性稳定等方面表现出更好的性能。更重要的是,采用还原氧化石墨烯（RGO）组装的基于NiCoMn-S的混合器件具有大的能量密度和功率性能。（3）通过简易的水浴法制备石墨烯复合镍钴氧化物(NimCo1-mO/RGO)超薄纳米片,实现了优异的超级电容性能。石墨烯复合镍钴氧化物呈现出一种超薄纳米片结构,优化了电极材料与电解液离子的接触反应。退火过程中由于引入了氧空位,从而提高了电极材料的电导率,从而提高了电极材料的超级电容性能。并且基于Ni0.5Co0.5O/RGO的混合器件具有较高的比能和比功率性能,表明了NimCo1-mO/RGO是一种非常有吸引力的电极材料。
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