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超级电容器作为一种储能设备，具有高功率密度和超快充放电速率等性能优势，但同时也存在低能量密度的问题。研究制备一种高能量密度，高循环稳定性的电极材料对超级电容器的实际应用至关重要。NiCoP 纳米材料由于其高氧化还原活性和优异的导电性，被认为是超级电容器电极材料的理想选择。本文以NiCoP纳米材料作为研究中心，通过结构工程和掺杂工程两个方面的研究分别提升其倍率性能和循环稳定性。主要研究内容如下：
（1）通过调节反应条件，设计合成具有本征孔状结构的 NiCoP 纳米材料（IP-NiCoP）。本征孔状结构具有很多储能优势，如：1.为反应提供大量的反应活性位点；2.增大材料与电解液之间的接触面积；3.提供大量的电子和离子传输通道，进而促进纳米材料的扩散性能。IP-NiCoP在碱性电解液中显示出优异的电化学性能。同时还制备了不具有本征孔状结构的 NiCoP（NP-NiCoP）材料，与作为前驱体的 NiCo-LDH 和NiCo2O4一起参与电化学测试。在三电极体系中，当电流密度为1 A/g时，IP-NiCoP电极的质量比容量可以达到1915 F/g，远高于同等条件下NP-NiCoP（1659 F/g）、NiCo-LDH（1177 F/g）和NiCo2O4（1690 F/g）电极的质量比电容。此外，当电流密度增加至10 A/g时，IP-NiCoP电极仍能维持起始容量的66%，显示出优异的倍率性能。
（2）为了探究材料的稳定性的改善条件，本论文工作的第二部分以理论计算为研究基础，通过掺杂工程的方法，调节金属与阴离子之间的相互作用，从本质上控制材料的结构稳定性。实验以NiCoP纳米材料为研究基础，对其进行硫掺杂。本部分工作内容主要包含理论计算和实验结果验证两个部分。其中理论计算结果显示硫掺杂之后，能够显著改善NiCoP费米能级附近的能带结构以及电子离域结构，增强其导电性。通过对晶胞结构以及原子堆积密度的模拟计算，硫掺杂之后的NiCoP（S-NiCoP）具有相对较大的内部空间，可以为电极材料与电解质 OH-离子的反应提供相对强大的内部机械应力来抵抗体积膨胀。S-NiCoP的电化学测试结果显示，当电流密度为 5.0 A/g时，进行10,000圈循环之后，S-NiCoP电极仍能保持原始容量的85%，远高于NiCoP（50%），表明其具有优异循环稳定性，与理论预测结果相符。此外，以活性炭作为负极，S-NiCoP作为正极组装成全固体电池，在循环10000圈以后仍能维持原始容量的81.2%。
（1）通过调节反应条件，设计合成具有本征孔状结构的 NiCoP 纳米材料（IP-NiCoP）。本征孔状结构具有很多储能优势，如：1.为反应提供大量的反应活性位点；2.增大材料与电解液之间的接触面积；3.提供大量的电子和离子传输通道，进而促进纳米材料的扩散性能。IP-NiCoP在碱性电解液中显示出优异的电化学性能。同时还制备了不具有本征孔状结构的 NiCoP（NP-NiCoP）材料，与作为前驱体的 NiCo-LDH 和NiCo2O4一起参与电化学测试。在三电极体系中，当电流密度为1 A/g时，IP-NiCoP电极的质量比容量可以达到1915 F/g，远高于同等条件下NP-NiCoP（1659 F/g）、NiCo-LDH（1177 F/g）和NiCo2O4（1690 F/g）电极的质量比电容。此外，当电流密度增加至10 A/g时，IP-NiCoP电极仍能维持起始容量的66%，显示出优异的倍率性能。
（2）为了探究材料的稳定性的改善条件，本论文工作的第二部分以理论计算为研究基础，通过掺杂工程的方法，调节金属与阴离子之间的相互作用，从本质上控制材料的结构稳定性。实验以NiCoP纳米材料为研究基础，对其进行硫掺杂。本部分工作内容主要包含理论计算和实验结果验证两个部分。其中理论计算结果显示硫掺杂之后，能够显著改善NiCoP费米能级附近的能带结构以及电子离域结构，增强其导电性。通过对晶胞结构以及原子堆积密度的模拟计算，硫掺杂之后的NiCoP（S-NiCoP）具有相对较大的内部空间，可以为电极材料与电解质 OH-离子的反应提供相对强大的内部机械应力来抵抗体积膨胀。S-NiCoP的电化学测试结果显示，当电流密度为 5.0 A/g时，进行10,000圈循环之后，S-NiCoP电极仍能保持原始容量的85%，远高于NiCoP（50%），表明其具有优异循环稳定性，与理论预测结果相符。此外，以活性炭作为负极，S-NiCoP作为正极组装成全固体电池，在循环10000圈以后仍能维持原始容量的81.2%。