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超级电容器因其高功率密度、快速充放电和循环性能好等优点作为新型的能量存储器件,可用于电动汽车等众多领域。而电极材料中二元过渡金属氧化物也在近年内受到了广泛关注,其拥有多种电化学活性/非活性离子、多种氧化态,同时也有较好的导电性以及具有更多的活性位点,然而合成拥有高能量密度、高负载、高倍率性能及长循环寿命的二元过渡金属氧化物仍有挑战。这些问题严重限制了二元过渡金属氧化物的发展,不利于其进一步广泛应用。因此,需要探求新的方法来提升其性能。本论文将碳纳米管与不同的二元过渡金属氧化物结合,通过掺杂及硫化的方法分别对二元过渡金属氧化物进行系统地调控,结合各种表征手段获得最佳生长参数,并对性能增强的机理进行分析,最终获得高比电容的二元过渡金属氧化物电极材料和高性能的超级电容器。主要研究内容与结果如下:（1）水热法合成锰掺杂钼酸镍（MNMO）正极纳米结构。首先利用化学气相沉积法（CVD）在碳布（CC）上生长碳纳米管（CNTs）,接着结合水热法合成不同比例的锰掺杂钼酸镍纳米结构,系统地调控了锰/镍摩尔比例（即Mn:Ni=0:1,0.1:1,0.2:1,1:1,5:1）,得到最佳的电化学性能下的掺杂比例是0.2:1。优化得到的电极材料,比电容在1 A g-1时可以达到1262.6 F g-1,远远大于未掺杂的钼酸镍电极(1 A g-1,618.55 F g-1),且循环寿命长（在14000次循环后,比电容仍保持74.4%）。储能性能的提升归功于:锰的掺杂不仅可以提供较大的比表面积和良好的导电性（有利于快速的电子转移、电解质离子扩散和缩短离子扩散路径）,而且还可以利用Ni2+和Mn2+丰富的氧化还原反应,促进它们的协同作用并改善材料的电化学性能。以MNMO-0.2:1为正极、碳布/碳纳米管@活性炭（CC/CNTs@AC）为负极组装器件,在功率密度为864.5 W kg-1时,CC/CNTs@MNMO//CC/CNTs@AC器件的能量密度为64.95 Wh kg-1,以及具有长循环寿命,即经过5000次循环后(在20 A g-1),容量为初始容量的77%。（2）水热法合成硫化钼酸铁（Fe-Mo-S）负极纳米结构。首先通过CVD法合成了CC/CNTs基底,接着通过水热法在CC/CNTs基底上制备Fe-Mo-S纳米结构,通过研究不同硫化量下(前驱液中MoO42-:S2-摩尔比为1:0,1:0.33,1:0.67,1:1.33,1:2.67)材料的电化学性能,得到最佳的硫化量。在最佳硫化量下(MoO42-:S2-=1:0.67)制备的Fe-Mo-S-3电极,其活性材料可以均匀的包覆在CNTs表面,其比电容在2 A g-1时可以达到632.34 F g-1;且比电容在50 A g-1时仍有414.98 F g-1,具有较好的倍率性能。硫化的主要贡献在于:合适的硫化量下,可以提升电极材料的离子扩散能力,降低离子扩散阻力,形成的均匀包覆的纳米片可以增强电子传输和改善电荷收集能力;还可以促进氧化还原反应,增强氧化还原峰,因此提升了比电容。在功率密度为1699.83 W Kg-1的情况下,CC/CNTs@Fe-Mo-S//CC/CNTs@MNMO器件的能量密度达到62.29 Wh Kg-1,且循环寿命较长,经过5000次循环后(20 A g-1),比电容仍保持38.28%。（3）水热法合成镍掺杂钼酸铁（NFMO）负极纳米结构。首先通过CVD法制备CC/CNTs基底;其次,在CC/CNTs基底上用水热法制备NFMO纳米结构,通过控制镍元素和铁元素的摩尔比例（Ni:Fe=0:1,0.1:1,0.25:1,1:1,4:1,1:0）,合成得到一系列样品,并分别对其性质和性能进行表征,得到了最优的掺杂比例样品（NFMO-0.25:1）。将优化的样品作为电极材料,在1 A g-1时,比电容为795.97F g-1。合适的镍元素掺杂可以减少电荷吸附储能行为,提升扩散行为,也有助于离子传输,同时降低电荷转移电阻,增大表面积,元素之间的协同作用还丰富了氧化还原反应,使得电化学性能得到增强。以NFMO-0.25:1为负极,CC/CNTs@MNMO为正极组装了非对称器件,其在1 A g-1下具有205.40 F g-1的高比电容,在849.91 W kg-1功率密度处,CC/CNTs@NFMO//CC/CNTs@MNMO器件的能量密度高达82.44 Wh kg-1;且具有长循环寿命,经过1000次循环后(10A g-1)器件的比电容仍保持87.06%。综上,通过掺杂和硫化的方法改善了二元过渡金属氧化物钼酸盐材料的电化学性能,MNMO正极、Fe-Mo-S负极和NFMO负极的比电容分别达到1262.6、632.34和795.97 F g-1。进而基于最佳正负极匹配组装获得了能量密度高达82.44Wh kg-1的超级电容器。本论文的结果将为二元过渡金属氧化物基超级电容器的研发提供一定的参考价值。