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化石燃料的不断消耗,导致全球环境污染、气候变化,为了解决这些问题,人们急切的寻找新的清洁、绿色以及可再生能源,然而这些可持续新能源的供应稳定性差,难以直接利用,优良的储能与转换系统的开发才是这些新能源广泛应用的前提保障。锂离子电池和超级电容器作为两种具有良好应用前景的电化学储能器件,受到人们广泛关注。其中锂离子电池具有高工作电压、环境友好、高能量密度以及长循环寿命,但存在着功率密度低等问题。超级电容器却恰恰相反,具有高功率密度、能够快速充放电以及长循环寿命,但能量密度较低。两种储能器件的电极材料对于储能器件的性能起着至关重要的作用,因此寻找新的电极材料是解决当前问题的关键,本论文实践于两类储能器件的材料制备和性能评价,以此理解材料的共性和差异,为开发新型储能器件及其相关材料做准备,主要研究内容如下:1.活化三维还原氧化石墨烯/胞沫镍的制备及其作为锂离子电池负极材料的性能研究活化三维还原氧化石墨烯/泡沫镍(a-3DrGO@NF)材料的制备主要包括两个步骤:(1)通过简单的低速离心方法制得三维氧化石墨烯/泡沫镍(3DGO@NF)材料,(2)随后经KOH活化以及高温800℃煅烧制备出a-3DrGO@NF。采用这种方法制备的a-3DrGO@NF材料具有很好的三维多孔框架结构,且合成方法简单、易行、安全、可操作性强,大大节约了制备时间和成本。将a-3DrGO@NF直接作为锂离子电池负极材料进行恒流充放电测试时,发现其机械强度良好,多孔框架大大促进了电子和离子的迁移速率,有效改善了其电化学性能,如高比容量、长循环寿命以及极好的倍率性能。当电流密度为0.1 Ag-1时,比容量高达1250 mAh g-1,即便经过50次循环,其比容量几乎没有损失。更重要的是,a-3DrGO@NF材料展示出极好的大电流放电能力和循环性能。在电流密度高达4 Ag-1时,其首次可逆比容量为965 mAh g-1,经过150次循环,仍保持545 mAh g-1的高比容量。即便是10 A g-1的高电流密度,经过200次循环,其比容量仍高达256 mAh g-1。所有的实验结果表明了合成的a-3DrGO@NF是一种非常有应用前景的锂离子电池电极材料。2.锌钴氧硫/泡沫镍的制备及其作为超级电容器电极的性能研究锌钴氧硫/泡沫镍(Zn-Co oxysulfides)材料的制备主要包括三个步骤:(1)通过水热法将锌钴氧化物前驱体合成在泡沫镍上,(2)在空气氛围下煅烧,将锌钴氧化物前驱体转变为锌钴氧化物/泡沫镍(Zn-Co oxides)材料,(3)通过水热法,采用硫化剂Na2S,将Zn-Cooxides转变为Zn-Cooxysulfides材料。结果表明,Zn-Co oxysulfides材料的结构特征保证其拥有更多的活性位点,元素S取代了部分O元素使电子和离子的迁移速率更加快速。当Zn-Co oxysulfides作为超级电容器电极材料时,展示了极好的循环稳定性,当电流密度为1Ag-1时,比容量高达936 C g-1,大约是Zn-Co oxides(157.9 C g-1)电极材料的6倍。在电流密度为10 A g-1时,即便经过3000次循环,其比容量仅有不到10%的损失(7.6%)。以Zn-Co oxysulfides作为正极,活性炭作为负极组装成混合型超级电容器,当电流密度为1Ag-1时,其比容量高达186 C g-1,相应的比能量与比功率密度分别达到39.8 W h kg-1和770 W kg-1。在电流密度为5 A g-1时,即便经过3000次循环,其比容量几乎没有任何损失,展现出优异的循环稳定性。所有的实验结果,如高比容量,高倍率性能以及长循环寿命都表明了合成出的Zn-Co oxysulfides是一种非常有应用前景的超级电容器电极材料。