为了应对Parasitic infection当今社会对气候变化和全球变暖的环境问题,发展稳定,绿色和高效的可再生能源系统被认为是最有效的对策之一。电动汽车和辅助电源系统中的启动/运行系统也需要更多具有高能量和功率密度以及长循环寿命的电化学储能器件。锂离子电池(LIB)和超级电容器(SC)是目前被广泛研究的两种储能器件。LIB是一种能量密度高(150-300 Wh kg~(-1))的储能器件,然而由于其在充/放电过程受动力学限制而使得功率密度相对较低(小于1000 W kg~(-1))且循环寿命也较差。相比之下,SC是具有高功率密度(>10 k W kg~(-1))和长循环寿命(超过10000次循环)的储能装置,但它有限的能量密度(5-10 Wh kg~(-1))使它的应用受到限制。近年来,锂离子电池-超级电容器混合储能装置(锂离子电容器,LIC)是高效利用新能源的一个策略,其结合两种装置各自的性能优势实现高能量和高功率密度的交替利用。根据能量密度的计算公式:E=1/2 CV~2可知,提高储能器件能量密度的主要方法是通过设计和制备出具有高比容量、高导电性、优异性能的新型电极活性材料。本论文主要通过水热/溶剂热法制备过渡金属硒化物如Co_(0.85)Se纳米框架和MoSe_2的碳纳米复合材料作为电极材料分别构筑新型的不对称超级电容器(ASC)和LIC,以在固有高功率密度下有效提升器件的能量密度和循环稳定性能。主要研究内容和结果如下:1、普鲁士蓝(PB)和普鲁士蓝类似物(PBA)具有三维开放式骨架、比表面积大、孔隙分布可控等优点,可以基于其独特的纳米结构转化为纳米结构的金属氧化物和硒化物,以实现良好的循环寿命和高的容量倍率性能。本文通过简单的原位络合沉淀和随后的硒化/氧化过程制备了PB/PBA衍生的Co_(0.85)Se纳米框架(Co_(0.85)Se NFs)和Fe_2O_3纳米颗粒(FCompound 3 molecular weighte_2O_3 NPs)。由于其独特的纳米结构、高比容量和互补的工作电压,分别以Co_(0.85)Se NFs为正极,Fe_2O_3 NPs为负极组装了一种新型Co_(0.85)Se//Fe_2O_3 ASC。Co_(0.85)Se//Fe_2O_3 ASC可提供1.6 V的宽输出电压,在800 W kg~(-1)的高功率密度下的能量密度为18.9 Wh kg~(-1),以及3000次循环后89%的良好循环耐久性。因此,以PB或PBA为自模板制备的金属化合物具有广阔的电极材料前景,在储能领域具有实际应用潜力。2、以聚酰亚胺(PI)衍生的氮掺杂碳(ANC)、氧化石墨烯(GO)作为晶体生长辅助骨架,通过一步水热MoSe_2原位生长制备MoSe_2-ANC-r GO复合材料用于锂离子电容器负极。MoSe_2与导电碳基材料氮掺杂碳和石墨烯复合可以增强其导电性,其独特的三维连通结构可以实现离子的快速渗透和电子的高效传输以提升电化学性能。MoSe_2-ANC-r GO电极在0.2 A g~(-1)电流密度下的初始放电容量可达908.3 m A h g~(-1),尽管PS-341作用经过200次循环其放电容量仍稳定在360 m A h g~(-1)的良好电化学性能。此外,以PI为前驱体,通过高温碳化活化的方法制备NHCN纳米片锂离子电容器正极。以MoSe_2-ANC-r GO为负极,NHCN为正极组装了一种新型MoSe_2-ANC-r GO//NHCN锂离子电容器(LIC)。结果显示,该LIC可提供稳定的4.2 V工作电压,在功率密度为754.2 W kg~(-1)下能量密度高达111.5 Wh kg~(-1),并在1000次循环后容量保持率仍可达86.1%。