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随着石油、煤炭等不可再生资源的过度开采与使用,能源枯竭和环境污染等问题日益加重。这些问题迫使人类发展新的可再生能源,因此也急切的需求储能装置对能源进行储存和转换。超级电容器是目前有发展前景的储能装置,源于它具有高功率密度、充电时间短、使用寿命长和安全可靠等优点。但是超级电容器的应用却因能量密度低的问题受到了限制。根据公式“E=1/2 CV~2”,电极材料的比电容和工作电压范围对提高超级电容器的能量密度至关重要。在本论文中,以电化学改性的石墨纤维(GFs)作为基底,分别负载高比电容的过渡金属氢氧化物作为非对称超级电容器的正负极,构建高能量密度和优异倍率性能的纤维超级电容器。具体如下:1.选用石墨纤维作为基底材料。在浓硫酸和浓硝酸的混合酸中,使用恒压电化学氧化的方法,对石墨纤维进行表面氧化改性。改性后的石墨纤维(EAGFs)表面粗糙化,表面积增大,亲水性能得到改善,并成功引入了含氧基团,提高了石墨纤维的电化学性能。2.为进一步增大电极材料的能量密度,利用高效环保的电化学沉积方法,在短时间内快速完成改性石墨纤维和过渡金属氢氧化物的复合,即分别将NiCo-层状双金属氢氧化物(LDH)纳米片和FeOOH纳米片电沉积在EAGFs上制备正极材料(NiCo-LDH/EAGFs)和负极材料(FeOOH/EAGFs)。得益于电化学改性过程,活性物质的负载量得到提升,并且促使C-O-金属键的形成,使得EAGFs与NiCo-LDH和FeOOH牢固结合,有助于建立快速的电子传输路线和离子运输通道。正负极电极均显示出了高倍率性能。3.另外,利用正极材料NiCo-LDH/EAGFs和负极材料Fe OOH/EAGFs组装的纤维状柔性固态超级电容器,具有高电容、倍率性能优异、良好的循环稳定性和高能量密度,为非对称柔性超级电容器的制备提供了新的思路。