近年来,传统石油化石能源消耗殆尽。开发出新型能源储能器件迫在眉睫。超级电容器,作为新兴的储能器件,具有高效、安全、环境友好、循环寿命长、功率密度高等优点,成为研究的热点之一。超级电容器的核心是电极材料。基于此,具有优异电化学性能的电极材料的研发成为至关重要的研究领域。镍基双金属氢氧化物由于理论上优异的比容量、出色的氧化还原性能、资源广泛、价格低廉及环境友好等特点而备受人们的关注。然而,镍基双金属氢氧化物较差的导电性限制它们作为超级电容器电极材料的应用。为解决这一问题,本论文采用不同的技术路线,通过与高导电性的石墨烯复合或进行配体取代等策略,设计制备一系列镍基双金属氢氧化物复合物及衍生物等电极材料,通过调控材料的组成、结构和形貌,优化和改善电极材料的电子和离子传输能力,实现电极材料电化学性能的提升。主要研究内容如下:1. 提出溶解/重组的策略构筑r GO-Ni Co Al-LDHs复合材料。采用原位共沉淀法、辅以层接层自组装技术和水热法制备石墨烯和金属有机框架掺杂的三明治结构复合材料r GO-ZIF-67-Ni Al-LDHs。分析测试结果表明石墨烯促进复合材料的电荷转移、提供更多的活性位点,ZIF-67的多孔结构加速电解液离子的扩散。在电化学充放电循环过程中,利用ZIF-67在碱性电解液中化学稳定性能差,骨架易坍塌分解的特性,r GO-ZIF-67-Ni Al-LDHs中的Ni Al-LDHs可被用作收集器,吸收和重新组装从ZIF-67骨架中溶解的Co²⁺,最终转变成r GO-Ni Co Al-LDHs。实现三电极体系中比电容为2291.6 F g^-1,组装的r GO-Ni Co Al-LDHs//AC在功率密度为875 W kg^-1时,能量密度为91.4 Wh kg^-1的性能。2. 采用连续的三步水热法在泡沫镍表面制备石墨烯和二硫化三镍掺杂的分层结构复合材料Ni₃S₂-r GO-Ni Al-LDHs。分析测试结果表明在泡沫镍表面生长的Ni₃S₂纳米棒阵列具有较大的开放空间和较短的离子扩散路径,比表面积高、导电性能好的石墨烯加速整体材料的电荷转移。Ni Al-LDHs与电解液较大的接触面积加速氧化还原过程并提高比电容。复合材料的电化学性能得到改善,实现三电极体系中比电容为2026 F g^-1,组装的Ni₃S₂-r GO-Ni Al-LDHs//r GO-Fe₃O₄-C在功率密度为801.6 W kg^-1时,能量密度为71.7 Wh kg^-1的性能。采用水热法、辅以喷涂法制备生长在泡沫镍表面的石墨烯和钼酸镍掺杂的分层结构复合材料Ni Mo O₄-r GO-Ni Al-LDHs。采用一种新颖的喷涂工艺引入超薄的石墨烯纳米片来避免石墨烯的堆积。复合材料的电化学性能得到改善,实现三电极体系中比电容为3396 F g^-1,组装的Ni Mo O₄-r GO-Ni Al-LDHs//AC在功率密度为765.7 W kg^-1时,能量密度为71.7 Wh kg^-1的性能。3. 采用原位共沉淀法、辅以化学处理法制备生长在泡沫镍表面的ZIF-67衍生的中空/多孔的Ni Co-LDHs,对Ni Co-LDHs进行水热硫化处理,得到中空/多孔五边形结构Ni Co₂S₄。分析测试结果表明在导电基底上制备的空心/多孔结构显著改善比表面积、缩短电荷/电解液离子扩散距离、缓解在充/放电过程中体积的膨胀/收缩并增强电子传递。材料的电化学性能得到改善,实现三电极体系中比电容为939 C g^-1,组装的Ni Co₂S₄//Co S₂在功率密度为695.2 W kg^-1时,能量密度为55.8 Wh kg^-1的性能。4. 采用双配体协同调控策略构筑一系列双阴离子镍钴硫（磷、硒）氢氧化物等物质。通过在Ni-Co-X（X=S,P,Se）中部分引入电负性更强的氢氧根配体,调控金属-硫/金属-磷/金属-硒键的键长,在原子水平上显著提高Ni-Co-X（X=S,P,Se）的循环稳定性。同时采用高斯计算得到相应的键长,结果表明Ni Co₂（MOH）_x（M=S,P,Se）中的金属-硫/金属-磷/金属-硒键长分别为2.224?、2.227?和2.34?,比Ni-Co-X（X=S,P,Se）中的键长要短。并且探究不用OH^-配体的引入量对电化学性能的影响。材料的电化学性能得到改善,实现三电极体系中比电容分别为901 C g^-1、1280 C g^-1和424 C g^-1,组装的Ni Co₂（MOH）_x（M=S,P,Se）//AC的能量密度分别为37.8 Wh kg^-1、41.9 Wh kg^-1和45.6 Wh kg^-1的性能。并且Ni Co₂（MOH）x（M=S,P,Se）具有显著提升的循环稳定性。