1、超級(jí)電容器是一種介于電池和傳統(tǒng)電容器之間的新型儲(chǔ)能設(shè)備，其具有高功率密度、高循環(huán)穩(wěn)定性等的優(yōu)點(diǎn)，但是超級(jí)電容器的能量密度較低，因此，如何從電極材料等的角度提高超級(jí)電容器的比電容和能量密度是目前該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本論文通過化學(xué)氣相沉積法和電化學(xué)沉積法等方法制備得到碳化硅納米線和金屬氧化物/氫氧化物納米結(jié)構(gòu)及兩者的復(fù)合材料，充分發(fā)揮兩類材料的優(yōu)點(diǎn)，并研究基于這些材料的超級(jí)電容電極的電化學(xué)性能，具體來說包括以下內(nèi)容。
　　1.通過化學(xué)氣

2、相沉積法直接在碳纖維布上生長碳化硅納米線，得到碳化硅納米線/碳纖維布超級(jí)電容電極。碳纖維布作為導(dǎo)電性優(yōu)良的襯底（集流極），碳化硅納米線的直徑在50 nm左右，擁有較高的比表面積，并直接生長在碳纖維布表面。該電極在室溫下，50 mV s-1的掃描速率下獲得了高達(dá)23 mF cm-2的面積比電容，且比電容隨著電解液溫度的升高而增加，這是由溫度升高所致的離子擴(kuò)散阻抗降低導(dǎo)致的。由于碳化硅納米線以及碳纖維布都具有很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，因此不論是在室

3、溫下還是在稍高的60℃下，該超級(jí)電容電極都表現(xiàn)出了很好的循環(huán)穩(wěn)定性，經(jīng)過105次的循環(huán)依然保持了接近初始狀態(tài)的電容值。
　　2.通過陽極電化學(xué)沉積法在經(jīng)過鈍化的三維泡沫鎳表面沉積多孔結(jié)構(gòu)的鎳氧-氫氧化物薄膜。泡沫鎳作為堿性電解液超級(jí)電容的集流極時(shí)，可能帶來計(jì)算誤差，從而影響對(duì)沉積在其表面的有效物質(zhì)電化學(xué)特性的評(píng)判。因此，本文提出了在有限氧環(huán)境中的高溫退火方法，在泡沫鎳表面形成一層致密的低化學(xué)活性氧化鎳保護(hù)層，對(duì)泡沫鎳起到一個(gè)鈍化作

4、用，減小其電化學(xué)信號(hào)。通過陽極電化學(xué)方法在其表面沉積的鎳氧-氫氧化鎳薄膜具有開放式的多孔結(jié)構(gòu)。該三維結(jié)構(gòu)超級(jí)電容電極能夠有效的使電解液擴(kuò)散到整個(gè)電極內(nèi)部，并且縮短了離子的擴(kuò)散距離，從而提高了該電極表面鎳氧-氫氧化鎳多孔薄膜的比電容（1 A g-1)的電流密度下獲得了2302 Fg-1的比電容）以及相應(yīng)的能量密度。并且該電極表現(xiàn)出了不錯(cuò)的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　3.通過化學(xué)氣相沉積法和陰極電化學(xué)沉積法制備得到碳化硅納米線/氫氧化鎳薄膜的核

5、-殼復(fù)合結(jié)構(gòu)。生長在碳纖維布上的碳化硅納米線形成一個(gè)三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，氫氧化鎳薄膜均勻覆蓋在它的表面。該復(fù)合結(jié)構(gòu)能夠提高單位面積上活性物質(zhì)的沉積質(zhì)量，并提高氫氧化鎳薄膜的比電容，從而提高電極整體的電化學(xué)性能。該納米復(fù)合結(jié)構(gòu)中的氫氧化鎳活性物質(zhì)在高達(dá)100Ag-1的電流密度下依舊擁有1412F g-1的比電容。相應(yīng)的功率特性也很優(yōu)異，在100Ag-1的電流密度下，兼具了較高的功率密度(27.5 kW kg-1)和能量密度(59.4 Wh k

6、g-1)。另外，通過用有機(jī)電解液替代水性電解液得到固態(tài)電容器，可以有效提高電容的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　4.通過化學(xué)溶液沉淀法和電化學(xué)沉積法在碳化硅納米線表面沉積二氧化錳薄膜，得到碳化硅納米線/二氧化錳薄膜的核-殼復(fù)合結(jié)構(gòu)。碳化硅納米線在該復(fù)合結(jié)構(gòu)中起到了減小電化學(xué)轉(zhuǎn)換阻抗的作用，從而提高其表面沉積的二氧化錳薄膜的比電容，在1 Ag-1的電流密度下，該復(fù)合材料電極中二氧化錳的比電容達(dá)到了500 F g-1左右，比直接將二氧化錳沉積在沒有