不对称超级电容器是指具备电池特性和电容行为的电极材料分别作为正负极所构成的电容器，它能充分利用正负极材料不同的电化学工作区间来提高整个电容器的工作电压窗口，从而有效提高器件的能量密度。然而，目前的不对称超级电容器的能量密度仍远不及锂离子电池，这主要受限于电极材料的活性和电解液的工作电位这两个方面。针对电极材料，我们成功制备出一系列具有高电化学活性的新型正极纳米材料和负极纳米材料，并以此基础设计出兼具高功率特性和高能量密度特性的水系不对称超级电容器和微型不对称电容器。针对电解液，我们选用离子液体作为新型电解液，系统研究了离子液体阴阳离子本征结构对石墨烯基超级电容器的性能影响机制，首次利用铁系金属氧化物在离子液体中的赝电容行为开发出高工作窗口(4V)和高能量密度(大于170 Wh kg-1)的不对称超级电容器。