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金属氧化物纳米材料由于其容量高、成本低和稳定性好等优点，广泛应用于锂离子电池和超级电容器电极材料，并成为未来替代碳材料最有前景的储锂和电容性能电极材料。金属氧化物纳米材料的性能很大程度上取决于其形貌和尺寸，故控制合成纳米级尺寸和统一的形貌能一定程度上改善其性能。本论文通过简单的水热法采用形貌结构控制、多元金属材料复合等途径对其进行改性和优化，从而实现其锂离子电池和超级电容性能的提高。主要开展了以下几方面的研究工作：在第3章中，以醋酸镍、乙醇胺（EA）和去离子水为原料，合成了花状的β-Ni(OH)2花状多级结构。SEM和TEM图像表明，氢氧化镍花状多级结构由很薄的纳米片层自组装而成，直径约为2.5-5μm，纳米片层厚度约为20nm。本实验发现形成完整花状多级结构的关键在于对碱的选择和浓度的调控，并提出了花状多级结构的形成机理。在2M KOH溶液中，以泡沫镍为导电基底进行超电容性能测试，在2A g-1电流密度和0-0.65V电压范围有约1.51F cm-2的面积电容，比电容值达725F g-1，在5A g-1电流密度时经过约2000次循环后比容量仍然能保持约为96%在第4章中，利用常见简单水热法，先合成了花状β-Ni(OH)2前驱体，然后高温热分解前驱体得到多孔NiO花状多级结构。通过SEM和TEM表征发现组成花状多级结构的纳米片上布满了许多不规则的小孔，同时，BET分析表明，随着退火温度（300，400，500℃）不断升高，纳米片上的小孔不断增大，比表面积逐渐减小；由XRD分析可知其结晶性也随此规律不断提高。作为锂电负极材料测试时，三种不同温度退火所得的NiO纳米材料显示出不同的锂电性能，说明该材料的性能主要取决于其结构、结晶性和比表面积。在第5章中，利用醋酸镍和醋酸钴的二元混合盐低温水热法，制备了花状微球结构。SEM图表明，所得的钴酸镍花状微球形貌较均一，微球直径基本分布在3-4μm范围。经过300℃退火后，可以明显地观察到组成微球的片层上分布很多小孔，而微球无坍塌现象。将退火后得到的纳米材料进行超级电容性能测试，其表现出了较好的电化学性能，在电流密度为2A g-1比电容量可达1339F g-1，对应面积电容为1.71F cm-2，经过超过1200次循环后比电容量仍可保持约75%，库伦效率接近100%。