在全球气候变化和空气污染的环境下,新能源的开发使用变得越来越重要。这就要求人们有更高效的储能方式以及储能设备。超级电容器由于其本身具有的高功率密度、长循环稳寿命、便携环保、易于制备等优势便是可选的方向之一。相对于目前主流的储能设备锂离子电池来说,超级电容器更适合用于新能源的快速存储及传送,例如风能、太阳能、潮汐能等。在不稳定的能量输出下,超级电容可以作为中介来解决能量输出端与电网之间难以协调的问题。多元纳米复合材料在电化学储能领域的应用十分广泛,这得益于多元纳米复合材料可以综合不同组元的优势,提高纳米复合材料的比表面积,提升整体导电性,促进产生更多的电荷传输通道。因此,本论文的主要研究内容是以过渡金属碳氮化物作为导电基体,通过溶剂热反应合成三元纳米复合材料,利用不同组分之间的协同作用,提高组装的超级电容器器件的性能。本论文主要研究内容如下:通过溶剂热反应制备了rGO/MXene@Ni Co O2纳米层间网络复合材料,其中Ni Co O2纳米片被rGO和MXene紧密包裹,形成不同组分之间相互交叉相连的纳米层间网络。这种特殊的结构增加了电荷传输过程中的反应活性位点,使所得复合材料具有了优异的导电性、循环稳定性和容量性能。单电极通过三电极系统测试,rGO/MXene@Ni Co O2在0.5 A·g-1的电流密度下表现出1,614 F·g-1的高比电容。并且在高电流密度下其比电容仍可达到1,257.5 F·g-1。以rGO/MXene作为超级电容器负极,rGO/MXene@Ni Co O2作为超级电容器正极组装的非对称超级电容器显现了良好的电化学性能。能量密度最大可达45.15 Wh·kg-1,对应的功率密度则是394.52 W·kg-1。在充放电10,000次后,超级电容器器件的容量为初始容量的82.69%。这些结果皆表明了rGO/MXene@Ni Co O2纳米复合网络作为超级电容器电极材料的优异表现。鉴于rGO/MXene的较低的电容性能,将其与具有高理论比电容的Fe2O3材料进行结合,制备rGO/MXene@Fe2O3复合材料。其中rGO/MXene作为高导电材料用以协调Fe2O3的低电导率,Fe2O3反作用于rGO/MXene抑制纳米片层的自我堆积,rGO/MXene@Fe2O3在1 A·g-1的电流密度下表现出893.26 F·g-1的高比电容,在充放电循环5,000次后,rGO/MXene@Fe2O3复合电极的容量保持为初始容量的76.74%。相对镍钴氧化物,镍钴磷酸盐具有较高的导电性。镍钴磷酸盐/磷化物中磷的电负性低于镍钴氧化物/氢氧化物中的氧,可以实现快速电子传输,促进氧化还原反应。通过将rGO/MXene与Ni Co-P结合,制备了rGO/MXene@Ni Co-P复合材料。rGO/MXene@Ni Co-P在1 A·g-1的电流密度下显示了1,405.05 F·g-1的高比电容。以rGO/MXene@Fe2O3为负极,rGO/MXene@Ni Co-P为正极组装非对称超级电容器。超级电容器器件在功率密度是700.34 W·kg-1时的能量密度可达29.46 Wh·kg-1。在充放电循环5,000次后,超级电容器器件的容量保持为初始容量的78.62%。这些结果证明了rGO/MXene@Fe2O3和rGO/MXene@Ni Co-P复合材料作为超级电容器电极材料的良好性能。