随着社会和经济的迅速发展,人类迫切地寻找与开发可持续的、环境友好的、高效储能材料来解决不断加剧的能源危机。超级电容器因其功率密度高、操作安全和循环寿命长等优异性能得到广泛关注。比表面大、导电性高的电极材料是获得优异超电性能的关键因素之一。层状双金属氢氧化物（LDH）因其独特的层状结构、比表面积大、层间阴离子可交换等特征,有望成为超级电容器的候选电极材料。因此,研发基于成本低廉的镍基LDH的超级电容器具有重要的应用价值和前景。针对LDH的导电性能较低影响超电性能的问题,本文以NiCo-LDH为研究对象,先后生长的石墨烯（Gr）、ZnO为导电衬底,制备了相应的纳米复合材料;并进一步以碳布上生长的NiCo-LDH为衬底,制备了与MnO₂的纳米复合材料;研究了这三类纳米复合材料的形貌、结构、成分和电化学性能,并制作了相应的超级电容器,实现了点亮LED灯的应用尝试。主要研究内容如下:（1）通过化学气相沉积法在泡沫镍（NF）基底上生长不同形貌的石墨烯薄膜（GF）和石墨烯纳米墙（GW）,再使用水热法分别在GF/NF和GW/NF基底上生长NiCo-LDH纳米片,形成无粘接剂的3D自支撑NiCo-LDH/GF/NF和NiCo-LDH/GW/NF复合电极。通过对复合电极的形貌、结构、化学成分和电化学性能的研究发现:由于石墨烯的引入,复合材料的导电性、NiCo-LDH纳米片的孔径大小与比表面积得到改善。NiCo-LDH/GF/NF复合电极展现出较优的电化学性能,在电流密度为5 A g^-1时,其最大比电容高达2690 F g^-1,约是NiCo-LDH/GW/NF复合电极的1.2倍,同时也明显改善了电极材料的倍率特性和循环稳定性。此外,以NiCo-LDH/GF/NF为正极,活性炭（AC）为负极材料制得NiCo-LDH/GF//AC非对称电容器,具有高的功率密度、能量密度及良好的电化学稳定性。（2）为了增加电容器器件的使用范围,以柔性碳布（CC）作为衬底。采用简单的水热法在碳布上制备ZnO纳米片（ZnO NF）与ZnO纳米棒（ZnO NR）。再通过水热法生长NiCo-LDH纳米片,形成NiCo-LDH/ZnO NF/CC和NiCo-LDH/ZnO NR/CC复合电极。通过复合材料形貌结构与电化学性能研究,发现:ZnO NF/CC基底上生长的NiCo-LDH纳米片比ZnO NR/CC基底上生长的NiCo-LDH纳米片更茂密与均匀,这有利于产生更多的氧化还原活性位点,增强复合材料电化学性能。NiCo-LDH/ZnO NF/CC电极表现优秀的电容性能,在电流密度为1 A g^-1时,达到1748 F g^-1的高质比电容,是NiCo-LDH/ZnO NR/CC电极(664 F g^-1)的2.6倍;而且,当电流密度增加到8 A g^-1时,其比电容仍能达到648 F g^-1,表明该电极拥有较好的倍率性能。（3）在NiCo-LDH/CC电极上,采用简便的水热法在不同浓度的KMnO₄溶液（0.01M,0.02M,0.03M）中制备三种不同MnO₂负载量的MnO₂/NiCo-LDH/CC复合柔性电极（MnO₂-1/NiCo-LDH/CC,MnO₂-2/NiCo-LDH/CC,MnO₂-3/NiCo-LDH/CC）。通过研究不同MnO₂负载量与NiCo-LDH对复合材料的结构、形貌、电化学性能的影响发现:MnO₂-2/NiCo-LDH/CC电极上生长的MnO₂纳米片孔隙适宜,能够为电解液离子和电子提供更多的传输通道。当电流密度为0.2 A g^-1时,MnO₂-2/NiCo-LDH/CC电极的比电容为312 F g^-1。NiCo-LDH的引入增加了MnO₂纳米片的机械稳定性,在经过5000次循环充放电测试测试后,MnO₂/NiCo-LDH复合材料仍保持竖直的片状结构,比电容保有率高达97%,说明该材料的机械稳定性好,循环性能优异。