1. 研究目的与意义（文献综述）

随着社会经济的快速发展，能源危机与环境污染问题也日益严重。传统能源的不可再生性，且在其开发利用中存在着严重的环境污染。因此，开发利用绿色清洁能源的要求越发紧迫，高效节能可持续发展理念已成为当今发展的一大主题。

超级电容器作为一种新型储能器件，它相比于传统电容器和电池具有功率密度高、充电时间快、循环寿命长、循环效率高等优势。电极材料是超级电容器的重要组成部分，研究开发高性能、低成本的电极材料一直是超级电容器研究工作的重要内容。

其中过渡金属氧化物/氢氧化物材料主要依靠法拉第反应产生赝电容，且具有良好的循环稳定性和热稳定性，因而引起了广泛的关注。其中ruo₂具有很高的比容量及良好的导电性，已被科研工作者们广泛研究，而其较为昂贵的价格限制其大规模使用生产，因而人们转向寻找可替代材料。其中ni(oh)₂有很好的电化学氧化还原活性，具有良好的发展空间，从而成为一种很有希望的超级电容器电极材料。而近年来将其引入各类元素也越发引起科研研人员的注意，其中co因其材料导电性好、成本低、来源广泛而受到青睐，随着co元素掺入，不仅提高了氢氧化镍的导电性和电化学过程中的利用率，还改善了其充放电特性。常见用于修饰氢氧化镍的co材料有金属钴、co(oh)₂和coooh，其中氢氧化钴具有与氢氧化镍相似的结构和很高的理论比容量，在充放电过程中形成的coooh是良导体。因复合制备ni-co二元氢氧化物体系合成方法多样、成本低廉及性能优异引发了关注，但其材料生长方向性较差，因而需对其生长方向进行调控。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：通过一步合成法制备空心碳球；通过水热法制备ni-co二元氢氧化物修饰空心碳球复合材料。

材料表征：对ni-co二元氢氧化物修饰空心碳球复合材料进行结构表征和电化学性能测试，通过xrd、n₂吸/脱附、tem、sem、xps等表征手段对其形貌结构及元素构成进行分析，并采用循环伏安(cv)、恒流充放电(gcd)、交流阻抗谱（eis）等电化学测试技术对其电化学能进行系统评估。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定实验的材料制备方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，合成空心碳球及ni-co二元氢氧化物修饰空心碳球复合材料。

第7－9周：尝试调控反应参数和复合方式，对复合材料进行改性。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 焦琛, 张卫珂, 苏方远,等. 超级电容器电极材料与电解液的研究进展[j]. 新型炭材料, 2017, 32(2):106-115.

[2] 单乾元, 张育新, 周正. 层状双氢氧化物及其复合材料在超级电容器领域的研究进展[j]. 电子元件与材料,2017, 36(8):33-38.

[3] yang, juan, chang yu, xiaoming fan, and jieshanqiu. "3d architecture materials made of nicoal‐ldh nanoplates coupled with nico‐carbonate hydroxide nanowires grown onflexible graphite paper for asymmetric supercapacitors." advanced energymaterials 4, no. 18 (2014).