超级电容器是一种介于传统电容器与充电电池之间的新型能源储存装置,具有循环性能优异、工作温度范围宽、绿色环保的优点,它具有比传统电容器更大的能量密度,比充电电池更大的功率密度,因此在电动汽车、航空航天、电子产品等领域具有十分广阔的应用前景。对于超级电容器来说,电极材料的选择是决定其性能的重中之重,目前,过渡金属氧化物由于其超高的电化学储存性能备受人们关注,是如今研究的热点。NiFe204是一种由Ni、Fe、O三种元素组成的过渡金属氧化物,它具有较高的比电容,较低的成本和优异的环保特性,因此在超级电容器电极领域表现十分出色。但是金属氧化物固有的低导电率特性使其无法在大电流下有效的应用,为了解决这个问题,人们常常将其与碳材料进行复合。在所有的碳材料中,石墨烯纳米片(GNSs)具有优异的稳定性、导电性和大的比表面积,可以大幅度改善NiFe2O4导电性差的缺点。此外,当与NiFe2O4复合时,石墨烯纳米片可以起到防止其聚集的作用,是一种十分优异的复合材料基体。除了过渡金属氧化物,过渡金属硫化物也是超级电容器电极材料的优异备选材料,WS2就是一种十分理想的过渡金属硫化物。作为与NiFe204复合材料的基体,WS2具有超强的稳定性及较大的电化学容量。然而,WS2纳米片十分容易堆叠在一起,形成大块状结构,因此对WS2纳米片的剥离是使用其作为超级电容器材料之前十分重要的步骤。本文通过水热合成法制备出NiFe2O4、NiFe204/GNSs、NiFe204/WS2三种材料,并对其相关性能进行了表征。主要内容如下:(1)采用水热合成法制备NiFe204纳米粉体,研究了沉淀剂种类、反应温度、反应时间、沉淀剂浓度对NiFe204形貌及电化学性能的影响。使用尿素作为沉淀剂,尿素浓度为0.2 M,反应温度为180℃,反应时间10 h时,NiFe2O4生成纳米片形貌,表现出最优异的电化学性能,在1A/g的电流密度下比电容达到240.9F/g,在8A/g的电流密度下NiFe2O4纳米片的比电容仍可保持95%,在140 W/kg的功率密度下能量密度可以达到10.15 Wh/kg。(2)采用水热合成法制备NiFe204/GNSs复合纳米粉体,研究了反应温度、反应时间对NiFe2O4/GNSs复合材料形貌与电化学性能的影响。反应温度为180℃,反应时间为10h时,NiFe2O4在与GNSs的复合材料中生长成纳米片形貌,覆盖在GNSs表面,互相穿插形成网络状结构,表现出最优异的电化学性能,在1A/g的电流密度下比电容达到464.15 F/g,在70 W/kg的功率密度下能量密度可以达到14.04 Wh/kg,在7000 W/kg的高功率密度下保持在7.39 Wh/kg,另外样品在5000次充放电测试后比电容增加到了 140%。(3)采用化学法与液相剥离法结合对WS2进行了处理,WS2有明显的减薄,纳米片形貌保存良好。通过水热合成法制备NiFe2O4/WS2复合纳米粉体。水热反应温度为180℃,反应时间为9h时,NiFe2O4在WS2表面生长成纳米片形貌,表现出最优异的电化学性能,在1 A/g的电流密度下可以达到878.04F/g,70W/kg的功率密度下能量密度可以达到25.47 Wh/kg,并在7000 W/kg的高功率密度下保持在13.42 Wh/kg,循环性能十分优异。