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随着对电化学能源储存/转换设备的需求迅速增长,超级电容器因充/放电速度快,无记忆效应,大电流放电能力超强及功率密度高等诸多优点,而在各种储能器件中占有一席之地。但低的能量密度严重限制了其大规模产业化应用。为了获得高的能量密度,可以从制备具有高比容量的新型自支撑电极材料和拓宽电压窗口两方面作为研究的切入点。本论文的主要研究工作如下:(1)通过水热反应使Co0.21Ni0.79MoO4纳米片自生长在导电镍网上,然后通过固/气相反应进行低温磷掺杂,根据NaH2PO2·H2O使用剂量(n=0.2、0.4和0.8 g)的不同,制备了一系列P-Co0.21Ni0.79MoO4-n(n=1、2和3)样品。将P掺入到P-Co0.21Ni0.79MoO4-n晶格中可以产生大量的电化学活性反应位点,从而改善电化学性能。当磷源剂量为0.4 g时,所得P-Co0.21Ni0.79MoO4-2电极拥有最为出色的电化学性能。尤其是,在电流密度为20 Ag-1时,P-Co0.21Ni0.79MoO4-2电极的比电容可达547.1 F g-1。组装的P-Co0.21Ni0.79MoO4-2//AC器件在功率密度为7479.1 W kg-1时,能量密度达到了 12.5 Whkg-1;在电流密度为1 Ag-1时循环5000次后容量保持率为91%。(2)通过多步水热反应和硫阴离子交换过程,在导电镍网上自生长了 3D分层核壳NiCo2S4@NiMoO4·xH2O纳米针状阵列电极材料。NiCo2S4纳米针内核与NiMoO4·xH2O纳米片外壳之间的正协同作用将显著优化电极的整体电化学性能,从而制备出高性能的超级电容器。NiCo2S4@NiMoO4·xH2O电极在2Ag-1的电流密度下,比电容高达830.2 F g-1。组装的NiCo2S4@NiMoO4·xH2O//AC器件在功率密度为795.7 W kg-1时,能量密度达19.3 Whkg-1;在电流密度为1 A g-1时循环5000圈后仍有89.9%的容量保持率。(3)通过静电纺丝技术及三步热处理过程获得柔性TMS s/Ni/C-NFs薄膜。纳米纤维相互连接构成网络结构,不仅具有超强的机械柔韧性,而且还可有效地缓解长期循环过程中纳米颗粒的体积变化,从而提高了结构的稳定性。得益于这种特殊的结构,在0.1 A g-1的电流密度下,TMS s/Ni/C-NFs电极的比容量高达1246.9 mAh g-1,且显示出高倍率及长循环寿命。组装的TMS s/Ni/C-NFs//AC锂离子电容器呈现了 0.0～4.0 V的宽电压窗口,高的功率密度182.0 W kg-1和能量密度121.1 Wh kg-1;且在电流密度为0.5 Ag-1时循环2000圈后仍有79%的容量保持率。