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超级电容器是一种具有高的功率密度、较好的倍率性能、较长的循环寿命、快速稳定的大电流充放电特性和安全性等优点的新型清洁储能器件,可以在极短的时间完成储能装置的充放电,但是超级电容器的能量密度远低于锂离子电池和燃料电池。因此开发高能量密度的超级电容器是新能源领域研究的热点之一。碳材料具有高的比表面积、良好的导电性和化学稳定性,被广泛应用于超级电容器。但是比电容低、能量密度不高仍限制了其在某些领域的应用。本论文的研究内容主要是以碳材料为基底,通过水热法生长赝电容材料提高材料比电容,模板法制孔和杂原子掺杂提高材料与电解液浸润性和循环稳定性,从而提高超级电容器的能量密度和功率密度。本论文研究的具体内容如下:1.结合同轴静电纺丝技术和水热法制备了在双层碳纳米纤维上垂直排列NiCo2S4纳米片的分级结构（NiCo2S4@DCCNF）。利用DCCNF的高导电性和多孔结构、NiCo2S4纳米片的二维开放框架,这种独特的一维纳米纤维/二维纳米片分级结构能够增加电化学活性位点,缩短离子扩散距离并降低离子扩散阻力。基于NiCo2S4@DCCNF和PVA/KOH凝胶电解质的柔性全固态超级电容器可提供166 F g-1的高质量比电容和良好的电化学稳定性。具有优异电化学性能且能宏量制备的同轴静电纺丝材料为可穿戴电子设备提供了一种新的思路。2.通过简单、工业可扩展的方法来制备氮掺杂多孔碳纳米片（PNDC-4）。PNDC-4表现出优异的孔径分布,大的比表面积(>1200 m2 g-1),高电导率(>700S m-1),在水系或有机系电解液中具有良好的浸润性。更重要的是,PNDC-4在三电极体系中有387 F g-1的高比电容。在EMIMBF4作为电解液的对称双电极体系中,电流密度为1 A g-1时比电容达到80 F g-1。该器件在功率密度为1.3 kW kg-1时具有81 Wh kg-1的最高能量密度,当功率密度增加至266.6 kW kg-1时,能量密度仍可保持在60.8 Wh kg-1。此外,在20 A g-1的高电流密度下,器件在100000次循环后仍能保持高的电容保持率,大约为初始电容的94%。