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在全球经济高速发展的大背景下,不可再生的化石资源的过度使用带来了严重的环境问题。开发清洁能源和先进的储能器件是当今社会的两大研究主题。由于超级电容器具有快速充放电的特性,可用作清洁能源的储能器件且有广阔的应用前景。近些年随着柔性电子器件的迅速发展,可穿戴设备已经逐渐成为人们生活的一部分,而储能器件的缓慢发展又限制其发展。因此,开发柔性的超级电容器就十分必要。柔性电极作为柔性超级电容器的关键组成部分,会极大的影响设备的储能、柔性和稳定性。静电纺丝制备的碳纳米纤维具有优秀的柔韧性,很适合用作柔性电极,而且有潜力成为下一代柔性超级电容器的电极材料。三元过渡金属硫钴镍比其相应的氧化物具有更好的导电性能和更高的理论比电容。通过水热反应制备得到硫钴酸镍（NiCo2S4）负载的核壳结构的中空介孔的复合碳球（NiCo2S4/HMCSs）。制备的NiCo2S4/HMCSs既有碳材料的高导电性也有NiCo2S4高贋电容性可用于非对称超级电容器（ASCs）的正极材料。核壳结构的NiCo2S4/HMCSs正极呈现出良好的电容性能,比电容为1098.5 F·g-1(0.5A·g-1)。HMCSs负极的比电容为194.5 F·g-1(0.5 A·g-1)。基于NiCo2S4/HMCSs正极和HMCSs负极的ACSs呈现出良好的储能性能,在功率密度为203.5 W·kg-1时能量密度为35.1 Wh·kg-1。通过静电纺丝和碳化处理制备得到银纳米粒子（Ag NPs）和石墨烯（GO）修饰的柔性碳纳米纤维。然后通过水热处理将在碳纳米纤维上生长硫钴酸镍（NiCo2S4）纳米管,形成复合的碳纳米纤维电极材料。根据测试结果,在电流密度为0.3 A·g-1时复合的碳纳米纤维电极材料的比电容为360 F·g-1,循环测试2000次后,比电容衰减为最初的90%。组装的非对称的超级电容器表现出较好的柔性,可以弯曲、折叠甚至扭曲。虽然对称型超级电容器简化工序,但对于水系电解质而言,操作电压低,储能效果也不够好,而非对称的超级电容器有着更高的能量密度和操作电压。基于此理论,通过静电纺丝、碳化和水热处理在碳纳米纤维上生长硫钴酸镍（NiCo2S4）纳米颗粒形成复合电极材料。在电流密度为0.3 A·g-1时复合电极材料的比电容为527.8 F·g-1,复合电极材料的倍率性能良好。循环测试3000次后,比电容衰减为最初的90%)。柔性的非对称超级电容器是基于NiCo2S4修饰的碳纳米纤维正极和活性碳负载的多孔碳纳米纤维（AC@p CNFs）负极。AC@p CNFs的比电容为160.5 F·g-1(2 m V·s-1)和144.5 F·g-1(0.48 A·g-1)。组装的非对称的超级电容器的能量密度32.1 Wh·kg-1,功率密度为67.6 W·kg-1。因此,该柔性的非对称超级电容器具有成为备用电源的潜在可能。采用工业上成熟的电镀技术制备柔性碳纤维基超级电容器不仅可以缩短反应时间还可以进一步的简化工作程序。通过电沉积技术在N掺杂的多孔碳纳米纤维上生长Ni-Co-S纳米片阵列（Ni-Co-S@N-p CNFs）形成新颖的柔性电极材料。复合电极表现出良好的电化学性能,比电容为520.2 F·g-1(0.2 A·g-1)和在2m V·s-1时比电容为670 F·g-1。静电纺丝制备的活性碳负载的N掺杂的多孔碳纳米纤维（AC@N-p CNFs）作为负极,比电容为257.2 F·g-1(0.2 A·g-1)且具有良好的循环稳定性能（循环5000次后保持92.6%）。结合碳纳米纤维优势,这些电极无需使用粘结剂和集流体且其具有较好的柔性和机械强度。基于AC@N-p CNFs负极和Ni-Co-S@N-p CNFs正极的柔性超级电容器具有出较好的储能能力(在功率密度为134.9 W·kg-1时能量密度21.6 Wh·kg-1)和良好的循环稳定性能(在1.0 A·g-1下循环3000次后保持90%)。另外组装的柔性超级电容器具有良好的机械性能和电化学稳定性,多次折叠后性能没有发生明显的衰退。离子取代是提高电极电化学性能的一种高效途径。通过将P取代的Ni-Co-S纳米片阵列电沉积在N掺杂的碳纳米纤维上（Ni-Co-S-P）,并将其用于超级电容器的正极材料和析氢反应（HER）的电催化剂。Ni-Co-S-P作为析氢电催化剂时,在电流密度为10 m A·cm-2时的析氢过电位为165 m V,可以长时间稳定工作超过20小时。由于独特的组份和结构,Ni-Co-S-P具有良好的电化学性能,在电流密度为0.5 A·g-1时比电容为1938 F·g-1。根据之前的研究结果,本章采用电沉积技术,在N-CNFs上生长铁氧化物纳米片（Fe-O/N-CNFs）作为负极材料,Fe-O/N-CNFs在电流密度为0.5 A·g-1时比电容为692.7 F·g-1。因此,本次设计的材料适合用作负极。基于Fe-O/N-CNFs负极和Ni-Co-S-P正极的非对称超级电容器具有出较好的储能能力,在功率密度为402.9 W·kg-1时能量密度55.8 Wh·kg-1。