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作为新型储能设备,超级电容器因其具有较高的功率密度和良好的循环稳定性能而受到了研究人员的广泛的关注。电极材料会在很大程度上影响着超级电容器的电化学性能。因此研究兼具低成本和优异电化学性能的电极材料有着十分重要的意义。过渡金属氧化物NiO是一种理论比电容量高、循环稳定性好、价格低廉、环境友好的超级电容器电极材料,具有研究的潜力。本文以NiO为研究对象,探索了纳米材料的形貌以及其它金属元素的掺杂对NiO电极材料电化学性能的影响。论文的主要研究内容如下:1、以水和乙二醇为溶剂,将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂,采用溶剂热的方法合成了NiO纳米片,NiO纳米片通过自组装形成花状结构。通过改变反应温度和溶剂,又合成出了NiO纳米立方体颗粒和NiO纳米球形颗粒。从比表面积测试的数据可以看出NiO纳米片的比表面积在三种形貌中是最大的。用合成的NiO纳米材料制备出工作电极,以6 mol/L的KOH溶液为电解液利用三电极体系进行电化学性能测试。在电化学测试中分别进行了循环伏安测试、恒电流充电放电测试和电化学阻抗谱测试。测试结果表明,NiO纳米片的比电容量最高(电流密度为0.5 A/g时比电容为402 F/g),倍率性能最佳(0.5 A/g增加至4 A/g时有80.1%的比电容保持率)。在4 A/g的电流密度下对NiO纳米片进行了1000次恒电流充放电循环测试,其比电容损失了9.7%。2、采用简便的溶剂热法制备出了镧掺杂氧化镍纳米材料。通过进行表征分析可知,不同比例的La的掺入,使得材料的形貌和结构均发生了变化。将La掺杂NiO纳米材料制备成工作电极,以6 mol/L的KOH溶液为电解液在三电极体系下进行电化学性能测试。4%La掺杂NiO在电流密度为0.5 A/g时的比电容为682 F/g,在测试的样品中是最高的。4%La掺杂NiO还有着优异的倍率性能,当电流密度从0.5 A/g增大至4 A/g时,比电容保持率为83.4%。为了考察循环稳定性能,在电流密度为4 A/g时对4%La掺杂NiO进行了1000次恒电流充放电测试,1000次循环后比电容损失了7.4%。3、采用溶剂热的方法制备出了钴掺杂氧化镍纳米材料。对制备的纳米材料进行SEM、EDS和XRD的表征分析可知,Co的掺入使得材料的形貌和结构都发生了变化。将Co掺杂NiO纳米材料制备成工作电极,在三电极体系下进行电化学测试。测试的结果显示,12%Co掺杂NiO的比电容最高,在电流密度为0.5 A/g时的比电容值为606 F/g。12%Co掺杂NiO还有着较高的倍率性能(0.5 A/g增加至4 A/g时有着83%的比电容保持率)。在4 A/g的电流密度下,12%Co掺杂NiO经过1000次循环,比电容损失了6.5%,仍有93.5%的电容保持率。