随着科学技术的飞速发展,人类对高性能的储能和转换设备的需求也在不断增加,开发新型电化学储能材料具有重要的现实意义。超级电容器是一种具有一系列优良性能的电化学储能设备。然而,其低能量密度的缺陷严重阻碍该设备大规模商业化应用。一直以来,因Co₃O₄具有较高的理论比容量、易于制备、成本低廉以及环境友好型等优点,所以,以Co₃O₄为电极材料制备的超级电容器不断被广泛研究。但是纯相的Co₃O₄电极材料具有较差的导电性,较短的循环使用寿命等缺陷,导致其电化学性质受到一定的限制,不能满足实际应用需求。为了克服这一缺陷,研究者致力于通过掺杂改性制备具有优良性能的复合材料来提高其电化学性能,从而能满足实际应用要求。因此,通过文献调研,本论文选择了稀土La和Pr的氧化物改性Co₃O₄,通过一种简便的水热合成和煅烧工艺,以泡沫镍为基体,直接制备了稀土氧化物改性的Co₃O₄复合电极材料,改性后的复合电极材料具有优良的电化学性能。本文主要研究的内容分别如下:1、通过简单的水热合成和煅烧工艺,以Co（NO₃）₂·6H₂O和Co（NH₂）₂作为基础原料,通过添加La（NO₃）₃·6H₂O对其改性,在Ni基体上成功制备出La₂O₃/Co₃O₄纳米线电极。通过SEM、XPS、XRD、TEM、BET等一系列表征和电化学性能测试,结果表明,La₂O₃/Co₃O₄电极在3 A·g^-1的电流密度具有的比电容为590.9 C·g^-1。在5000次循环后比电容保持率为79%,这说明La₂O₃/Co₃O₄电极具有优异的循环稳定性。同时La₂O₃/Co₃O₄//AC ASC在功率密度为698 W·kg^-1时,最大能量密度可达26 Wh·kg^-1,并在5000次循环之后,ASC比电容保持率为78%,具有潜在的实际应用价值。2、通过简单的水热合成和煅烧工艺,以Co（NO₃）₂·6H₂O和Co（NH₂）₂作为基础原料,通过添加Pr（NO₃）₃·6H₂O对其改性,在Ni基体上成功制备出Pr₂O₃/Co₃O₄纳米薄片电极。通过SEM、XPS、XRD、TEM、BET等一系列表征和电化学性能测试,结果表明,Pr₂O₃/Co₃O₄电极在2 A·g^-1的电流密度具有的比电容为640 C·g^-1,是Co₃O₄电极(324 C·g^-1)的2倍。在循环5000次后比电容保持率为98%,这说明Pr₂O₃/Co₃O₄电极具有优异的循环稳定性。同时Pr₂O₃/Co₃O₄//AC ASC在功率密度为240 W·kg^-1时,最大能量密度可达42.3 Wh·kg^-1,并在5000次循环之后,ASC比电容保持率为88%,具有潜在的商业价值。图38表4参134