【摘 要】
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随着对清洁,可持续和可靠的储能设备的需求的不断增长,设计和组装具备超高功率密度,高速充放电速率和长循环寿命的超级电容器这一任务吸引了人们更多的关注,但同时也面临着巨大的挑战。然而,它们无法进一步商业化仍然是由于相对其较低的能量密度,而这与电极材料本身的结构和电化学性能有着莫大的联系。因此,探索和制备具有优质结构的电极材料,对提高SCs的电化学性能起着关键作用。本论文中,我们设计并制备了一种Ni-M
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随着对清洁,可持续和可靠的储能设备的需求的不断增长,设计和组装具备超高功率密度,高速充放电速率和长循环寿命的超级电容器这一任务吸引了人们更多的关注,但同时也面临着巨大的挑战。然而,它们无法进一步商业化仍然是由于相对其较低的能量密度,而这与电极材料本身的结构和电化学性能有着莫大的联系。因此,探索和制备具有优质结构的电极材料,对提高SCs的电化学性能起着关键作用。本论文中,我们设计并制备了一种Ni-MOF微球,该球通过简便的水热和煅烧法直接固定在还原的氧化石墨烯（Ni-MOF/rGO）上,除此之外,我们采用两步水热法成功地在泡沫Ni表面上合成了Co-CH@NiCoMn-CH核/壳结构,并将其用作超级电容器的电极材料。具体如下:1.通过简便的水热和煅烧方法,在rGO上成功合成了Ni-MOF纳米球（Ni-MOF/rGO）,并将其应用于高性能超级电容器。在300℃的最佳温度下经过退火处理后,得到的Ni-MOF/rGO-300表现出最佳的电化学性能。具体地说,Ni-MOF/rGO-300电极表现出了954 F g-1的优异比电容,同时,采用Ni-MOF/rGO-300和活性炭（AC）分别作为正负极组装不对称超级电容器,其能量密度为17.13 Wh kg-1。优异的电化学性能可以归功于Ni-MOF和rGO结构之间的独特的协同效应,使Ni-MOF/rGO在高性能超级电容器领域拥有巨大的应用潜力。2.采用两步水热法成功地在泡沫Ni表面上合成了分别以镍钴锰三元碳酸氢氧化物（NiCoMn-CH）超薄纳米片和Co-CH纳米线阵列（NWAs）作为壳和核的复合材料。由于Co-CH和NiCoMn-CH纳米结构的组合具有显著的协同效应,因此所获得的电极具有优异的导电性和高比表面积,表现出超高的比电容(3224 F g-1)和超长循环稳定性（经过6000次连续充放电循环后保持初始电容的92.4%）。随后,以Co-CH@NiCoMn-CH和活性炭（AC）分别作为正极和负极,组装了一种不对称超级电容器,能量密度为20.31 Wh kg-1。该方法可以推广到用于储能装置和其他应用的其他新型结构化纳米材料的设计中。
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