摘要: 高性能超级电容器的储能主要取决于电极材料。因此，为了开发更适用于超级电容器的电极材料，本文设计利用水热法制备泡沫镍@石墨烯@镍钴(氢)氧化物复合材料并研究其电化学性能。 首先采用水热法将石墨烯生长到泡沫镍上，获得泡沫镍@石墨烯凝胶基底... 展开 高性能超级电容器的储能主要取决于电极材料。因此，为了开发更适用于超级电容器的电极材料，本文设计利用水热法制备泡沫镍@石墨烯@镍钴(氢)氧化物复合材料并研究其电化学性能。 首先采用水热法将石墨烯生长到泡沫镍上，获得泡沫镍@石墨烯凝胶基底材料(NF@GH)，再以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为导向剂，在120℃下水热反应后得到NF@GH@NiCoLDH复合材料。当Ni(NO3)2·6H2O浓度为4.85 mg/mL，反应时间10 h时， 电流密度为1 mA cm-2，比容量最高3578 mF cm-2，在15 mA cm-2时，比容量为2470 mF cm-2。10000次循环后容量保持率为62%(15 mA cm-2)。以石墨烯凝胶/碳纳米管(MG/CNT)为负极，最优工艺制备的复合材料为正极组装超级电容器装置(NF@GH@NiCoLDH//MG/CNT)，比容量为909 mF cm-2(在1 mA cm-2下)，该装置在进行10000次的充放电循环(在15 mA cm-2下)后，电容保持率为53.5%，该器件的最高能量密度为0.25 mWh cm-2(功率密度为0.7 mW cm-2)。 采用两步水热法制备出NF@cGH@NiCo2O4。首先在石墨烯中添加碳纳米管，获得泡沫镍@碳纳米管石墨烯凝胶基底材料(NF@cGH)，NF@cGH具有更大的比表面积，NF@cGH作为基底材料可以为复合材料提供更多的活性位点。通过乙醇和硝酸根反应产生氢氧根，为水热反应提供沉淀剂，在120℃下水热反应18 h，通过改变泡沫镍数量控制负载质量，再进行退火处理(300℃， 3 h)得到NF@cGH@NiCo2O4。最佳工艺下的复合材料具有纳米片状的结构，在1 mA cm-2的电流密度下的比容量为2533.3 mF cm-2，将电流密度增大至15 mA cm-2，仍能保持约 80%的比电容，在 20 mA cm-2时循环 10000 次后比容量还保留 40%。以MG/CNT为负极材料，最佳工艺下的复合材料为正极组装非对称超级电容器器件(NF@cGH@NiCo2O4//MG/CNT)，经测试，器件在1 mA cm-2下能提供778 mF cm-2的比容量，在15 mA cm-2时，比容量仍有535 mF cm-2。进行10000次充放电循环后的容量保持率为82%(15 mA cm-2)。此外，不对称超级电容器器件可输出的最高功率密度为10.8 mW cm-2，具有0.16 mWh cm-2的能量密度。 收起