随着经济的迅速发展,煤、石油及天然气等化石燃料的不断消耗,以及由此所引发的资源枯竭、温室效应等环境污染问题日益加剧。特别是近几年的极端天气-雾霾的出现,给人类的健康和生活产生了巨大的影响。为了解决这些问题,人们不断寻找利用新的可再生能源,例如风能、太阳能、潮汐能等,优良储能系统的开发是这些新能源广泛应用的前提保障。超级电容器和锂离子电池作为两种具有良好应用前景的储能器件,其研究受到人们的广泛关注。超级电容器具有快的能量存储、好的倍率性能以及优异的长循环性能,但是其存在着能量密度和循环寿命低等缺点。锂离子电池具有高的工作电压,对环境友好,长的循环寿命等优点,但是当对锂离子电池进行大电流充放电时,其较差的电化学性能,仍然是亟需解决的关键问题。众所周知,电极材料的选择对储能器件的性能与应用起着至关重要的作用。因此,寻找新的电极材料及合成方法是解决当前问题的关键所在。本文围绕水热辅助合成镍钴双金属硫化物（Ni-Co双金属硫化物）及碳包覆氧化镉（碳包覆CdO）立方块及其电化学性能的研究展开工作,重点研究了Ni-Co双金属硫化物及碳包覆CdO纳米材料的制备过程以及所制备材料的电化学性能。本文主要从以下两个方面分别进行研究:1.Ni-Co双金属硫化物的可控制备及其电化学性能研究本部分介绍了通过新颖的低温-湿化学方法制备了大小均一、形貌一致、分散性好的多孔纳米Ni-Co双金属硫化物空心盒,测试了其作为超级电容器电极材料的电化学性能。采用这种方法制备的Ni-Co双金属硫化物空心盒由许多小颗粒组成。这种合成方法简便、易行、可操作性强,在较低的温度下就可以完成,大大节约了时间和成本。通过调节加入的Ni盐和Co盐的不同比例,当Ni盐:Co盐=1:2时,可得到NiCo₂S₄;当Ni盐:Co盐=2:1时,可得到Ni₂CoS₄,实现了对Ni-Co双金属硫化物的可控及可调制备。当采用制备的NiCo₂S₄及Ni₂CoS₄作为超级电容器电极材料时,无论是比容量、倍率性能还是循环性能,都可比拟甚至好于之前报道的Ni-Co双金属硫化物。当电流为2 Ag-1时,比容量高达1588 F g-1。在电流为5 A g-1充放电,循环圈数达4000圈后,容量是最初的88.2%。以上内容说明我们合成的Ni-Co双金属硫化物是一种非常有应用前景的超级电容器电极材料。2.碳包覆CdO微米立方体的制备及其电化学性能研究本部分介绍了通过传统的滴加反应制备了CdCO₃立方块,以所制备的样品作为自牺牲模板,通过将CdCO₃和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）混合,在500℃中褪火处理,得到了多孔的碳包覆CdO微米立方体。在合成过程采用了PVP作为碳源,PVP在合成过程中也起到了纳米粒子保护剂的作用。合成的碳包覆CdO和纯的CdO相比,作为锂离子电池负极材料使用时,表现出了更好的电化学性能。由于碳层和CdO混合材料的协同作用,碳包覆CdO作为锂离子电池负极材料时,在电流密度为200 mA g-1,循环800圈后,容量仍达到487.2 mA h g-1。与纯的CdO锂离子电池负极材料相比,表现出更高的比容量和更好的循环寿命。同时,碳包覆CdO也表现出良好的倍率性能。在电流达到800 mAg-1,碳包覆CdO电极的容量还能保持在173.38 mAh g-1。此外,当电流密度降到200 mA g-1时,碳包覆CdO电极的容量又回到最初电流密度200 mA g-1时的容量。本文所介绍的合成方法也为其他无机纳米材料的合成提供了有效的思路。