超级电容器是一种具有快速充放电、高功率密度、超长循环寿命特性的新型储能器件,在电动汽车、微型智能电子设备、柔性和可穿戴电子器件等领域有着广阔的应用前景。目前,超级电容器的主要研究工作是优化提高电极材料的电化学性能。本文以镍钴硒化物为研究对象,利用简易两步水热法,探究硒化比例及镍钴比例对产物的微观形貌、结构组成、电化学性能的作用机制,阐明其电荷存储机理。以此优化出具有最佳电化学性能的镍钴硒化物电极材料,并以该材料电极为正极,活性碳电极为负极,组装超级电容器,完成了对器件综合电化学性能的测试表征。下面是本文主要研究内容:为探究两步水热反应中硒化反应的关键控制因素,本文先合成镍钴比例固定的前驱体,通过调控硒化反应中硒的加入量,系统地研究了产物的微观形貌、晶体结构、化学组分、比表面积等参数的变化规律,并对产物的电化学性能进行详细表征测试,反馈优化合成工艺,获得最佳的硒化反应条件。优化所得的具有空心纳米管结构Ni Co2Se4电极材料,在1 A g-1下比电容为461 F g-1,以该电极为正极,活性碳电极为负极组装超级电容器,其比电容在0.5 A g-1下为70.2 F g-1,5000次循环充放电后电容量保持初始的93%。在获得最佳硒化反应条件后,通过改变镍钴硒化物中镍钴比例调节电极反应过程动力学,加速电极电化学反应,获得高性能镍钴硒化物电极材料。本文系统地研究了镍钴比例对镍钴硒化物纳米管的微观形貌、晶体结构、电子结构、电化学性能的作用规律。结构表征表明,产物中镍比例的增加会收缩纳米管的直径,增加电极材料的可用比表面积。电化学测试表明,硒化钴的电化学反应属于表面反应控制的赝电容,表现出优异的倍率特性、循环稳定性;硒化镍的电化学反应属于半无限扩散控制的电池反应,表现出优异的容量特性。通过优化镍钴比例,获得了具有最佳电化学性能的Ni0.67Co0.33Se2电极材料,在1 A g-1下比容量为412C g-1,且具有很好的倍率性能,充放电循环2000次后其电容保持率为原来的91%。该电极和活性碳电极组装的超级电容器在1和20 A g-1时比电容分别为89.6和44.3 F g-1,并在10000次循环充放电后电容损失仅2%。综上所述,本文系统地研究了镍钴硒化物的可控制备条件,阐明了镍钴硒化物电化学反应电荷存储机制和电极过程动力学特征调控机理,并以此来指导设计与合成具有高电化学性能的电极材料,为超级电容器技术的应用奠定了坚实的基础。