便携式电子设备、电动汽车和新能源存储等领域对于储能技术提出了更新、更高的要求，而兼具高功率密度、高能量密度以及高循环稳定性的储能器件则成为未来发展的趋势。作为器件的核心，电极材料显著影响着器件的性能。基于Ni(OH)2的储能特性和石墨烯(Graphene)优异的性能，本论文选取它们的复合材料RGO/Ni(OH)2，通过在泡沫镍(Nickel foam，NF)基体上原位构建，一步水热法得到RGO/Ni(OH)2/NF电极和MxOy/RGO/Ni(OH)2/NF(MxOv=Co3O4、 MnO2或Ni(OH)2)电极。在制备的基础上，系统性地研究了上述电极在超级电容器与锂离子电池中的电化学性能，主要内容如下:　　1.RGO/Ni(OH)2/NF复合薄膜电极的构建及其储能性能研究　　基于泡沫镍（还原性）和氧化石墨烯（氧化性）之间的化学氧化还原反应，采用“泡沫镍+GO(Graphene oxide，GO)溶液”，在水热过程的辅助作用下，泡沫镍表面的镍被原位氧化转变为Ni(OH)2层并形成在镍基体表面，同时GO被镍还原成RGO(Reducedgraphene oxide，RGO)并覆盖在Ni(OH)2层的表面，从而在泡沫镍基体上构建了RGO/Ni(OH)2复合薄膜材料。RGO/Ni(OH)2/NF复合材料可以直接用作储能电极，并具有优异的电化学性能:用于超级电容器，在5 mA cm-2（3.3 Ag-1）的电流密度下，比容量为2500 mF cm-2(1667 F g-1)，且在1000次循环后容量维持在92.5％;用于锂离子电池负极材料，在100 mA g-1的电流密度下，其首次放电及充电比容量分别为1108.2和1040mAh g-1。　　2.Co3O4/RGO/Ni(OH)2/NF复合薄膜电极的构建及其储能性能研究　　基于泡沫镍和GO之间的化学氧化还原反应，以及GO（带负电荷）和Co2+离子（带正电荷）之间的静电引力，采用“泡沫镍+GO溶液+Co2+离子”路线，通过水热过程的辅助作用，则可以在泡沫镍基体表面从内向外构建出Ni(OH)2层、RGO层和Co3O4层，也就是Co3O4/RGO/Ni(OH)2/NF复合薄膜电极。该复合薄膜各层之间具有良好的结合力和物理接触，最外层为球状的Co3O4分级结构，而且，相比于RGO/Ni(OH)2具有更高的负载量(4.8 Vs.1.5 mg cm-2)。该复合薄膜直接用作超级电容器和锂离子电池的电极时展现出优异的电化学性能:用于超级电容器，在11 mAcm-2（2.3 Ag-1）的电流密度下，其比容量可达10.24 F cm-2(2133.3 F g-1)，且在2000次循环后容量能维持在90.8％;用于锂离子电池负极材料，在100 mAg-1的电流密度下，首次放电及充电比容量分别可达1610和1471 mAh g-1。　　3.MnO2/RGO/Ni(OH)2/NF复合薄膜电极的构建及其储能性能研究　　采用“泡沫镍+GO溶液+Mn2+离子”反应体系，在复合材料中可引入典型的超级电容器电极材料MnO2。利用泡沫镍和GO之间的化学氧化还原反应，以及GO（带负电荷）和Mn2+离子（带正电荷）之间的静电引力，通过水热过程的辅助作用，在泡沫镍基体上构建出MnO2/RGO/Ni(OH)2/NF复合薄膜。该复合薄膜最外层为金针菇状的MnO2纳米结构，活性物质的负载量为5.4 mg cm-2，该复合薄膜电极具有优异的超级电容器性能(在7mA cm-2(1.3 A g-1)的电流密度下，其比容量可达17.8 F cm-2(3296.9 F g-1)，且在5000次循环后容量能维持在90.2％）和锂离子电池性能（在100 mA g-1的电流密度下，首次放电及充电比容量分别可达1674.4和1562.9mAhg-1）。　　4.Ni(OH)2/RGO/Ni(OH)2/NF复合薄膜电极的构建及其储能性能研究　　利用“泡沫镍+GO溶液+金属离子”方法，形成的MxOy/RGO/Ni(OH)2复合薄膜中MxOy和Ni(OH)2的金属源分别来自溶液中金属盐离子和泡沫镍基体，而且MxOy和Ni(OH)2分别沉积在石墨烯(RGO)的两面，也就是说它们被中间的石墨烯层分隔开，这就意味着，可以通过加入镍离子，从而制备出一种特殊的复合薄膜材料Ni(OH)2/RGO/Ni(OH)2，其中上层Ni(OH)2片来自溶液侧，下层Ni(OH)2由泡沫镍表面原位生长而出，因此，该复合材料可以被认为是一种“赝复合物(pseudocomposite)”，这种独特的结构是其它合成方法所难以实现的。得益于此独特的结构，这一复合电极展现出优异的储能性能:用作超级电容器电极时，其比容量高达3328.7 F g-1(1.5 A g-1)，面积比容量高达15.65 F cm-2（7 mA cm-2，其活性物质负载量为4.7 mg cm-2），5000次循环后其容量依然维持在90.6％;当用作锂离子电池负极材料时，其首次放电及充电比容量分别可达1956和1653 mAh g-1，即使在400次充放电循环之后，其比容量依然维持在约1330 mAh g-1（电流密度为100 mA g-1）。　　本方法为在更多金属基体上构建其他RGO/MxOv或M1xOy/RGO/M2xOy多元复合薄膜材料提供了一个新的思路，并为这些材料在储能方面的应用进行了初步探索。