在21世纪,随着社会和经济的快速发展,能源短缺与环境污染已被公认为最具有挑战性的两个重大问题。在此情形下,开发可再生的、清洁的新型能源成为了未来的必定趋势。为了能高效利用这些新能源,现急需发展高性能的能量储存装置。近年来,水系镍锌电池因为具有安全环保、成本低廉、资源丰富、高理论容量等优点受到了科研工作者广泛的关注。但遗憾的是,镍锌电池仍然存在着一系列的问题,例如,由于镍基正极材料的差电化学可逆性和低电导率等导致了镍锌电池容量低、循环稳定性较差等问题;以及锌枝晶的形成,极易刺穿电池隔膜,进而引起电池短路和电极容量的不可逆损失,这些在某种程度上都限制了镍锌电池在实际应用中进一步的发展和推广。本文针对镍锌电池的镍基正极材料容量低、寿命短的问题,以二硫化三镍（Ni₃S₂）和钼酸镍（NiMoO₄）为研究对象,通过结构调控、电解液改性等方法和手段对电极材料进行改性研究,系统探索其构效关系。具体开展的研究工作如下:1.发展了一种通过简单的水热反应,在泡沫镍基底上生长了均匀的自支撑Ni₃S₂三维纳米片材料,并进一步在其表面包覆一层聚苯胺（PANI）薄层,构筑成Ni₃S₂@PANI核壳纳米结构电极材料。该核壳纳米结构可有效提高电极电导率和解决了电极结构易坍塌的问题。相较于未处理的Ni₃S₂电极,Ni₃S₂@PANI电极具有更加显著的电化学性能,在电流密度为11.4 A g^-1时,电极的质量比容量可达到247.6 mAh g^-1,经10000次充放电循环后的容量几乎没有损失。以Ni₃S₂@PANI为正极,商品化锌片为负极,6 mol L^-11 KOH溶液为电解液,组装的镍锌电池在电流密度为5.1 A g^-1时的容量达到242.8 mAh g^-1,经5000次充放电循环后的容量仍无明显损失。此外,该电池器件还具有386.7 W h kg^-1的能量密度以及38.8 kW kg^-1的功率密度。2.发展了两步合成法在泡沫镍基底上构筑NiMoO₄/镍碳三维结构框架（NiMoO₄-NC）复合材料,有效提升NiMoO₄材料电子与离子的传输速率。相较于直接在泡沫镍基底上合成的NiMoO₄-NF电极材料,NiMoO₄-NC电极材料具有更高的容量性能(电流密度为3.4 A g^-1时的比容量可达221.0 mAh g^-1)。此外,还提出通过电解液添加剂来抑制正极材料的溶解,进而提高NiMoO₄-NC电极的循环稳定性能（经3000次充放电循环后的容量保持率达88.6%）。以此为正极材料组装的镍锌电池在电流密度为3.4 A g^-1时的容量为232.2 mAh g^-1,经3000次充放电循环后的容量保持率达85.9%。在电流密度为3.4 A g^-1时,其最高能量密度为407.8Wh kg^-1,在电流密度为10.7 A g^-1时,其最高功率密度为18.1 kW kg^-1。