随着社会的发展,人们对便携式电子设备和电动汽车需求激增,极大地刺激了人们对高效和低成本能源存储系统的研究热情。镍锌电池作为一种新型的水系可充电电池,由于其输出电压高、能量密度大、资源成本低、安全环保等优势,显示出了巨大潜力。但不幸的是,镍锌电池也面临着镍基阴极材料导电率低和容量退化快,以及锌负极枝晶化严重等问题。同时,传统的基于镍的阴极电极,通常包含着不提供容量贡献添加剂和重的集电器,导致活性材料质量占比较低,影响电极性能的表达。针对水系镍锌电池的上述问题。本文以高导电性和结构稳定的硫化钴镍（NiCo2S4）为研究对象,以静电纺丝技术辅助水解、吸附、碳化以及水热硫化等工艺,合成了NiCo2S4功能化的静电纺丝碳纤维（表示为CNF@NiCo2S4）。然后研究了CNF@NiCo2S4作为电极材料在三电极中的电化学性能,并组装成水系镍锌电池和准固态镍锌电池对其电化学性能进行评估。具体的研究工作分为以下三个方面:（1）首先通过静电纺丝技术制备了聚丙烯腈/聚苯乙烯（PAN/PS）纳米纤维膜,随后通过水解、吸附、碳化以及水热硫化工艺,在静电纺丝碳纤维（CNF）表面均匀镶嵌NiCo2S4纳米粒子,组成CNF@NiCo2S4电极材料。通过FESEM、TEM、XRD以及XPS对CNF@NiCo2S4电极材料的形貌、组成和结构进行分析,并在3M氢氧化钾（KOH）+0.1 M乙酸锌（Zn（CH3COO）2）电解液中,用三电极测试方式对CNF@NiCo2S4电极材料进行电化学分析。结果表明,所制备的CNF@NiCo2S4电极材料表现出优异的电化学性能。在电流密度为2 mA cm-2时,其面积比容量可达0.34 mAh cm-2,即使在20 mA cm-2下,仍然具有0.28 mAh cm-2的面积比容量。并且根据电极材料全部重量,CNF@NiCo2S4电极在2 mA cm-2(对应于1.26 A g-1)电流密度下可表现出218mAhg-1的全重量容量。（2）以自立式CNF@NiCo2S4薄膜为阴极,商用锌板作为阳极,制备了水系CNF@NiCo2S4//Zn电池。在2 mA cm-2的电流密度下表现出0.32 mAh cm-2的面积容量以及35.9 mAh cm-3高体积容量,在20 mA cm-2的高电流密度下拥有0.21 mAh cm-2的面积容量。在10 mA cm-2电流密度下,2000次充放电循环后容量仍有83%保持率。此外,该电池器件还具有362.3 Wh kg-1的能量密度和2960W Kg-1的功率密度。（3）在进一步研究过程中,我们制备出三种不同的水凝胶电解质（聚乙烯醇（PVA）水凝胶电解质、聚氧化乙烯（PEO）水凝胶电解质以及聚丙烯酸钠（PANa）水凝胶电解质）来替代水溶液电解质。最终,PANa准固态电池表现出最好的电化学性能,在1mA cm-2的电流密度下表现出0.28 mAh cm-2的面积容量,并且在3 mA cm-2的电流密度下,经500次的充放电循环后容量仍有82.3%保持率。