随着智能手机、平板电脑、智能穿戴设备等电子产品的快速发展和普及,人们对能源存储装置的关注度也越来越高。相对于锂离子电池,超级电容器的高功率密度、快速充放电特性以及更加优异的循环稳定性,使它成为了储能设备中一个备受关注的焦点。同时,电极是影响储能设备性能的关键一环。现在的科研工作者也在努力用各种方法把储能设备的电极性能向前推进。从材料方面来说,过渡金属氧化物、过渡金属硫化物由于其比容量远高于现在普遍运用的碳基材料,所以是一个热门的研究方向。从结构方面来说,纳米管、纳米线、纳米棒、纳米花、造孔、核壳等形貌结构上的改进也在一步步改善电极材料的性能。基于上述方面,本文通过制备不同负载密度的硫化镍钴纳米阵列,探讨了不同的负载密度对循环稳定性、倍率性能等超级电容器电化学特性的影响。接着,本文还研究了硫化镍钴纳米阵列与聚吡咯复合后对超电容电化学性能的影响。研究内容主要包括以下几个方面:(1)在论文第二章中,我们研究了不同负载密度的镍钴硫化物纳米阵列的合成制备、形貌结构,及其作为超级电容器电极的电化学特性。不同负载密度的硫化镍钴纳米阵列以无水乙醇作为溶剂通过水热反应生长在泡沫镍上。它们的负载密度可以通过改变反应药品的量来控制。我们通过实验研究发现,只有当镍钴硫纳米阵列负载密度适中的时候,其作为超级电容器电极的电化学特性最为出色。最好的实验组不仅在10mA Cm-2的电流密度下表现出4.84F cm-2的比电容。而且相较于其他几组不同负载密度的试验样品,它也表现出了最好的电化学稳定性和倍率性能。值得注意的是,这种控制不同负载密度的镍钴硫纳米阵列长在泡沫镍上的方法也许不仅给研究超电容提供了一种新策略,也给研究把纳米阵列生长在不同衬底上并应用于催化、锂离子电池等领域提供了一种新思路。(2)在论文第三章中,我们首先通过之前实验的方法制备镍钴硫纳米阵列,然后再将它与聚吡咯复合得到硫化镍钴与聚吡咯(PPY)复合的复合物。纳米阵列与聚吡咯复合后在镍钴硫阵列表面形成了一层聚吡咯膜状结构。由于金属硫化物与聚合物都有较高的电化学活性。而且聚吡咯又具有很高的电子导电性,弥补了金属硫化物导电性不好的缺点。在这个工作中,聚合了聚吡咯膜状结构的电极相较于聚合吡咯前的镍钴硫阵列电极,表现出了更加理想的电化学特性。而且镍钴硫@PPY阵列电极在10mA cm-2的电流密度下,表现了 4.89F cm-2的杰出初始面电容,且当电流密度达到60mA cm-2的时候依旧能保持3.75 Fcm-2的面电容。与聚合吡咯前相比,不仅电容量有显著的提升,且倍率稳定性也提升明显。3000个循环之后,聚合吡咯之前的镍钴硫阵列在20mA cm-2的电流密度下比容量只剩下原来的75.3%。而阵列表面聚合了聚毗咯膜之后的镍钴硫@PPY阵列电极在3000个充放电循环后,容量几乎没有损失。实验结果表明,镍钴硫纳米阵列与聚吡咯复合后的复合物,相较于复合前的硫化镍钴纳米阵列,显示出了更好的比容量、循环稳定性、倍率性能、以及电化学活性。