超级电容器近年来被广泛研究,其电化学性能与其比表面积和介孔结构相关,层状化合物电极材料因其有利于构造巨大比表面积和孔体积的独特结构而逐渐成为制备新型电极材料的研究对象。提高导电性是改善电极材料性能的重要方向,类钙钛矿结构的电极材料具有高电导率的优势,因此同样成为了超级电容器电极材料研究领域的热点。在此背景下,本论文围绕制备具有良好储能性能的新型层状类钙钛矿结构电极材料及其掺杂改性和元素复合展开研究。主要研究成果归纳如下:(1)通过固相反应法和聚合-络合法合成层状类钙钛矿结构铌酸盐作为电极材料的活性物质,其微观形貌具有大量的介孔结构。通过对XRD图谱低角度高强度衍射峰的分析,表明制备的层状铌酸盐样品具有典型的层状结构。将层状铌酸盐作为活性物质以碳毡为基底制备了一系列Na Ca₂Nb₃O₁₀@CF电极材料。在烧结温度为700℃时,制备的电极材料具有最佳的性能:在1 A g^-1的电流密度下,其比容量达到了200.8Fg^-1;在5 A g^-1的电流密度下,经过6,000个循环后,其容量保持率为85.5%。且该材料具有良好的机械柔韧性,有望成为未来柔性可穿戴便携式储能装置的正极材料。(2)对层状铌酸盐进行铬掺杂改性,制备一系列铬掺杂的层状铌酸盐Na_1+2xCa₂Nb_3-xCr_xO₁₀(x=0,0.01,0.025,0.05),掺杂比例为x=0.025电极材料的比表面积为30.0 m²g^-1。将该活性物质制备成Na_1+2xCa₂Nb_3-xCr_xO₁₀@CF电极材料,实验结果表明掺杂比例为x=0.025时,制备的电极材料具有最佳的性能:在电流密度为1 A g^-1的测试条件下,电极的比容量性能达到了262.4Fg^-1;在5 A g^-1的电流密度下,经过8,000个循环后,其容量保持率为87.5%,实现了对Na Ca₂Nb₃O₁₀@CF电极材料的改性。(3)将层状铌酸盐与镧进行复合改性,制备成一系列镧复合的Na_1-xCa_2-xNb₃La_xO₁₀@CF(x=0,0.25,0.5,0.75)。电化学性能测试证明复合比例为x=0.5时,制备的电极材料具有最佳的性能:在1 A g^-1的电流密度下,其比容量高达390.8Fg^-1;在5 A g^-1的电流密度下,经过8,000个循环后,其容量保持率为86.8%,实现了对Na Ca₂Nb₃O₁₀@CF电极材料的改性,获得了优秀的比容量性能和高循环寿命。