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近年来,随着人们对可穿戴柔性电子器件、智能电网、新能源汽车等新型设备的需求日益增加,开发高效储能设备成为如今研究热点。超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、循环稳定性好等优点,有望填补传统二次电池在储能方面的部分空白。但较低的能量密度与较窄的电压窗口往往限制了超级电容器的应用可行性。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,Ni Co基材料因电化学活性高及理论电容大等特点而备受关注。本文以制备结构创新、性能优异的Ni Co LDH电极材料为导向,对所得电极材料进行形貌结构调控及电化学性能优化。主要的工作成果如下:1)由于碳布本征的疏水性,用传统的水热法无法大规模在碳布表面生长活性物质。为了改善这一问题,我们先采用乙醇溶剂热法在碳布表面一次生长Ni Co LDH纳米片阵列,该纳米片阵列为后续的二次水热生长提供了亲水的基底。在二次水热反应后可获得高负载量的纳米线阵列电极,该电极在电流密度为5m A·cm-2时具有4440 m F·cm-2的面积比电容。将纳米线阵列电极浸泡于浓碱溶液中一定时间后,可获得相互交联的Ni Co LDH纳米网状结构阵列电极,网状结构电极比纳米线电极具有更优异的电化学性能。当电流密度为5 m A·cm-2时,面积比电容增加到7850 m F·cm-2。将网状结构电极与活性炭组装成全固态不对称超级电容器（ASCs）时,该器件在功率密度为5.1 m W·cm-2时,最大能量密度为0.345m Wh·cm-2。此外,单个ASC可以在充电后迅速点亮41盏LED灯,并维持50 s,表明所制备电极具有一定的应用潜力。2)由于传统水热合成方法会在碳布基底与活性物质之间生成致密层,导致活性物质不能充分利用,并造成大量“死体积”的存在。我们采用水热/溶剂热的混合作用,制备出了多孔结构的Ni Co LDH纳米片阵列电极,孔道结构使电解质离子可以快速浸润,提升电容性能。在电流密度为5 m A·cm-2时,电极的面积比电容为6820 m F·cm-2。当将多孔电极进行相同的碱浸泡操作后,得到分级孔道结构的纳米片阵列。原先在纳米片底部的封闭孔道在碱转化之后产生了明显的扩张,形成了底部和顶部具有不同孔径的分级多孔Ni Co LDH电极。发达的孔道减少了“死体积”的存在,材料电化学性能得以改善。当电流密度为5 m A·cm-2时,分级多孔结构电极具有高达9030 m F·cm-2的电容,在电流密度提高至30 m A·cm-2时的容量保持率可达到83%。将分级多孔阵列电极与活性炭组装成不对称超级电容器后,当功率密度为900 W·kg-1时,器件的最大能量密度可以达到108 Wh·kg-1,而当功率密度增加至为9 k W·kg-1时,器件仍具有78 Wh·kg-1能量密度。将其充电后可同时点亮72盏LED灯,且在8000次循环后,仍具有93%的容量保持率,证明构建层次分明的多孔结构电极材料是提升超级电容器电化学性能的有效途径。3)为了提高分级孔道阵列电极在大电流密度下的电容性能,我们在二次溶剂热反应中,采用了乙醇/乙二醇作为混合溶剂,制备了大孔径的分级孔道电极。更大的分级孔道能促进电极表面和体相的电化学反应更快发生,从而保证电极在大电流密度下也具有理想的电化学性能。在电流密度为30 m A·cm-2时,大孔径的分级孔道电容量高达8594 m F·cm-2,电流密度提升至60 m A·cm-2时,该电极仍具有3296 m F·cm-2的容量,在40 m A·cm-2的电流密度下进行6000次充放电循环,容量保持率可达到82%。所组装的器件具有高达2 V的电压窗口,在最大功率密度为101.24 m W·cm-2时,器件的能量密度可维持在0.46 m Wh·cm-2。所组装的超级电容器在充电后可以为LED模块持续供能超过6 min。大孔径分级孔道电极的成功制备为研制适用于大电流充放电场合的超级电容器提供了思路。