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镍氢电池的比容量、能量密度、循环性能和成本都在锂离子电池和铅酸电池之间。更重要的是,镍氢电池具有很高的安全系数。此外,超级电容器也是一种良好的能量存储系统,可以比电池以更高的功率密度使用。作为正极材料的氢氧化镍既可应用在镍氢电池,也可应用在超级电容器上,所以该材料在未来仍很有发展潜力。另外随着各种柔性和可穿戴电子设备的快速发展,作为设备核心部件的柔性能源存储装置,变得越来越重要。虽然镍氢电池具有上述优势,但是柔性镍氢电池相关领域仍较为少有,所以研发柔性镍氢电池具有重要意义。本文主要围绕柔性镍氢电池正极材料氢氧化镍的制备和改进,以及柔性镍氢电池水凝胶薄膜电解质的制备与电化学储能应用上的探讨,来实现镍氢电池的柔性应用,以及整体的优化。本文的研究结果如下:(1)通过一步水热法成功制备了花状结构的铝掺杂α-Ni(OH)2,并初步探究了铝离子浓度和尿素浓度对α-Ni(OH)2晶体和电化学性能的影响。我们发现少量的铝含量能改善α-Ni(OH)2的电化学性能,但是在过量的情况下会严重削弱α-Ni(OH)2的性能。另一方面,尿素浓度越高的情况下,产生的副产物越多,但是对α-Ni(OH)2电极的电化学性能影响不大。出于利用率和电化学性能的最优化,综合上述测试,我们选出最优的α-Ni(OH)2合成方案。其在1 A g-1的电流密度下容量为302.22 mAh g-1,甚至在10 A g-1仍有71.22%的容量保持率。(2)在花状α-Ni(OH)2上包覆β-Ni(OH)2,从而改善了α-Ni(OH)2的性能,并探讨了花状α@β-Ni(OH)2具有更好的电化学性能主要是由于其独特的纳米核壳和介孔结构。即花状结构的α-Ni(OH)2核,具有良好的导电性,能够使离子和电子沿着介孔结构快速转移。而β-Ni(OH)2纳米片作为壳,紧密包覆在α-Ni(OH)2核的表面,形成核壳结构,所以具有良好的化学和机械稳定性。此外,由于β-Ni(OH)2壳可以物理隔离强碱溶液,因此在充放电循环中提高了α-Ni(OH)2的晶体稳定性。另外,具有独特的纳米核壳和介孔结构的花状α@β-Ni(OH)2,可以提供与电解质更多的活性接触点,有利于提高电极的利用率和反应活性,从而提高了电极的比容量。使其组装的镍氢电池在424.75 W kg-1的功率密度下具有100.17 Wh kg-1的高能量密度。(3)为了实现镍氢电池的柔性,创新地制备了厚度可控的具有自愈性的Borax-PVA/KOH/GO水凝胶薄膜并测试了其力学性能,发现其具有一定的抗拉伸,抗扭曲和防刺穿的性能,符合柔性储能器件电解质的要求。还将Borax-PVA/KOH/GO水凝胶薄膜应用于柔性α@β-21//AC非对称超级电容器和柔性α@β-21//MH电池上,发现厚度小有利于比容量但是不利于循环寿命,而厚度较大的反而有利于循环寿命,这是由于厚度大的存液量比厚度薄的大,以至于不会快速干涸,保留其高离子导电率,使其即使在5 A g-1下,3300次循环后,仍有70%的容量保持率。另外,Borax-PVA/KOH/GO水凝胶薄膜应用在柔性α@β-21//MH电池上,我们发现水凝胶薄膜电解质的离子电导率略低于6 mol/L KOH水溶液,以致柔性α@β-21//MH电池比容量下降,但是水凝胶薄膜中的GO和部分PVA上的含氧官能团相对储氢合金能快速储存离子,即在电池中作为缓冲层。所以在大电流的情况下,储氢合金反应不充分,但是水凝胶薄膜仍能为其提供离子和比容量,从而提高倍率性能。并且成功地模拟为便携式柔性镍氢电池,点亮红色LED。