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镍基双金属氧化物是一种理想的超级电容器电极材料,具有理论比容量高、价格低廉等优良特性,但是较差的循环稳定性限制了它的应用。石墨纳米片(GNF)是由少层(约10层)石墨烯堆叠而成的碳材料,与石墨烯性能相似但生产成本低,近年来被工业上广泛应用。本论文设计合成了镍基双金属氧化物/石墨纳米片复合材料,它不但具有比容量高、循环稳定性好等电化学性质,并且合成方法简单,可实现工业上石墨纳米片的功能化。具体内容如下:(1)本论文利用水热-煅烧的方法获得了均匀分散的针状镍钴氧化物/石墨纳米片复合材料(Co1.29Ni1.71O4/GNF)。首先,在水热条件下利用尿素作为沉淀剂将镍盐以及钴盐沉积在石墨纳米片表面得到镍钴氢氧化物/石墨纳米片复合材料,再将其进行高温煅烧,获得最终产物。三电极体系测试结果表明,当电流密度为1 A g-1时,材料的比容量为1332 F g-1;经过3500次后充放电循环以后,材料的容量保持率为80%,表现出良好的循环稳定性。两电极测试结果表明在电流密度为1 A g-1时,超级电容器的比容量为94.3 F g-1;当功率密度为1600 W kg-1,能量密度为 26.8 Wh kg-1。(2)针对复合材料制备工艺复杂的问题,我们开发了一种简单的一步水热法,制备了比表面积较高且电化学性能优异的镍锰氧化物/石墨纳米片(MnNi2O4/GNF)复合材料。该方法以镍盐、锰盐、高锰酸钾以及石墨纳米片作为原料,镍、锰金属以氧化物的形式均匀分散在石墨纳米片的表面。三电极体系测试结果表明,电流密度为1 A g-1时,材料的比容量为1644 F g-1;经过3000次充放电循环以后,材料的容量保持率为93%。以复合材料作为正极,还原氧化石墨烯作为负极进行两电极体系测试,测试结果表明当电流密度为1 A g-1时,非对称超级电容器比容量为64 F g-1;当功率密度为800 W kg-1时,能量密度为25.1 Wh kg-1。最后,我们对镍锰氧化物/石墨纳米片复合材料进行经济核算,分析结果表明该复合材料的制备工艺成本较低,充分发挥了镍基金属氧化物和石墨纳米片的价格优势,同时具备良好的电化学性能,是一种具有良好的应用前景和市场价值的超级电容器电极材料。