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超级电容器具有充放电迅速、低碳环保、可逆性好、功率密度高、循环寿命长等优点,是解决能源短缺和环境污染的重要手段之一,被广泛关注和分析研究。硅酸镍因为分布广泛,资源丰富、氧化还原性良好和具有较好的化学稳定性,是极具潜力的超级电容器的电极材料,所以本论文以硅酸镍为超级电容器电极材料。通过XRD、SEM、TEM和氮气吸附-脱附实验对电极材料的物相和形貌进行表征,采用循环伏安测试、恒流充放电测试、交流阻抗测试和循环寿命测试研究电极材料的电化学性能。本论文的研究内容如下:1.硅酸镍核壳微球电极材料本论文采用St(?)ber法制备单分散,粒径均一,直径约为480 nm的二氧化硅球,采用简单水热法以二氧化硅球为硅源和模板制备了直径约为525 nm的硅酸镍核壳微球(SiNiOH核壳微球)电极材料。一系列物理表征表明,制备的硅酸镍核壳微球结晶性较差,核壳结构清晰分明,壳层由弯曲或皱折的硅酸镍纳米薄片组成,具有分层、多孔的结构,便于离子和电子的快速传输。利用一系列电化学实验进行研究分析,硅酸镍核壳微球具有较好的电化学性能,在0.5 A/g的电流密度下,比电容可以达到356.7 F/g,并对材料电容的贡献行为进行了研究分析。进行了连续5000次循环测试后,电容保持率接近92.5%。2.硅酸镍核壳微球/石墨烯复合电极材料本论文采用St(?)ber法和改进的Hummer法制备了二氧化硅球和氧化石墨。采用简单水热法在碱性条件下制备了硅酸镍核壳微球/石墨烯(SiNiOH核壳微球/RGO)复合材料。硅酸镍核壳微球附着在层状石墨烯片层上,形成了层次多孔、结构分明、比表面积较大的复合材料。利用一系列电化学实验进行研究分析,在0.5 A/g的电流密度下,比电容可以达到405.0 F/g。将SiNiOH核壳微球/RGO和SiNiOH核壳微球在10 mV/s的扫描速率下循环伏安曲线、不同电流密度下相同电流密度对应的比电容和交流阻抗图谱进行对比,结果表明SiNiOH核壳微球/RGO复合材料具有更大的电容容量、更优秀的倍率性能和更小的电阻。最后SiNiOH核壳微球/RGO在5 A/g的电流密度下进行循环寿命测试,5000次充放电循环后比电容保持率为98.27%。研究表明,SiNiOH核壳微球是一种结构可调、成本低廉、简单易制备且具备良好的电化学性能的超级电容器电极材料,与石墨烯进行复合后,倍率性能优秀,进一步提高了能量储存的速率和容量,具有巨大的潜力和良好的应用前景。