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众所周知,三元镍钴锰是一种非常重要且已商业化的锂离子电池正极材料,其前驱体为镍-钴-锰氢氧化物,若前驱体应用于超级电容器上势必表现出独特的工业化潜力。本文以镍-钴-锰氢氧化物超级电容器材料作为研究对象,并对其进行石墨烯掺入和离子交换两种不同的处理,以提高材料的导电性,改善倍率性能。具体研究工作如下:(1)水热法合成具有分等级结构的球形镍-钴-锰氢氧化物,其作为超级电容器活性材料表现出较好的、可调控的电化学性能,比容量依赖于不同的镍钴锰组成比例。当Ni:Co:Mn=8:1:1时材料(在本文命名为811)的比容量最高,在0.5A/g的电流密度下比容量高达1884.53F/g,随着电流密度的增加比容量在不断的降低,电流密度达到10A/g时其比容量仅剩977.38F/g,继续增至20A/g,比容量接近于零。(2)为了提高811材料的倍率性能,本文采用石墨烯的引入成功制备了半开口桂圆状Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2/graphene复合材料,利用XRD、SEM、TEM、BET、XPS等对样品进行结构形貌表征;循环伏安、交流阻抗、恒流充放电对材料进行电化学性能表征。结果显示:811/G材料在保持前驱体811结构形貌不变的前提下,表现出良好的电化学性能,在0.5、1、2、5、10A/g的电流密度下材料的比容量分别高达1712.13、1658.74、1622.08、1603.08、1535.43F/g,甚至电流密度达到20A/g时比容量仍能保持最初的79.8%。(3)此外,借助于阳离子交换法在氧化剂存在条件下成功构筑Ni0.8-xCo0.1Mn0.1(OH)2@Co OOH复合材料。以Ni0.8-xCo0.1Mn0.1(OH)2@Co OOH复合材料作为正极材料,活性炭作为负极材料组装成不对称器件,探讨离子交换处理是否提高了材料的导电性、倍率性能。结果表明在0.5A/g的电流密度下处理前后样品的比容量几乎一样,随着电流密度的增加,差异随着变大,当电流密度增至7.5A/g时,处理后样品的比容量比811材料提高了67.09F/g。