能源对人类发展至关重要。化石能源的消耗和生产严重影响了世界经济的发展和生态的平衡。随着对环保、高性能、可再生能源存储设备的需求不断增长,电化学能源已成为清洁能源组合中必不可少的一部分。超级电容器由于高比电容,长使用寿命,高功率密度,自然环保,低功耗,无记忆效应,安全等优点得到了众多关注。MXenes因其金属导电性和亲水性,过渡金属氧化物及其表面末端的官能团均可发生氧化还原反应等特性,在众多电极材料中脱颖而出。截止到现在已有多种MXenes材料被研究人员研制出,其中Ti₃C₂T_x,Ti₂CT_x,Mo₂CT_x,Mo_1.33CT_x,Nb₄C₃T_x和V₂CT_x都已被应用于超级电容器。Ti₃C₂T_x是被研究最多的MXene材料,其在硫酸电解质中,它表现出了优异的电化学性能,但硫酸具有腐蚀性、危险而且有害于环境。针对上述问题,在本论文中,我们提出了一种更为环保的酸性电解质——甲基磺酸（MSA CH₃SO₃H）。我们研究了Ti₃C₂T_x在水系和纯的MSA离子液体电解质中的超级电容性能。结果显示,在4M MSA中以5 mV s^-1的扫描速率可获得298 F g^-1的比电容,而且表现出了出色的循环稳定性,经过10 000次循环容量保持率接近100%。该电化学性能与Ti₃C₂T_x在H₂SO₄中的性能相似,但MSA电解质相较硫酸更为环保安全。通过原位X射线衍射分析,我们揭示了电荷存储机制是嵌入脱出原理,具体的表现为在循环过程中,c晶格参数变化高达5.16?,这是MXenes材料在水系电解质中的中观察到的最大的可逆晶格变化。伴随便捷式可穿戴电子产品的迅猛发展,柔性能源存储器件受到越来越多的关注,因固态电解质有安全性能高,能量密度高,重量相对较轻,循环性能好等优点,而被广泛应用在柔性储能器件中。聚乙烯醇（PVA）由于无毒、低成本和良好的成膜性和适用性吸引了研究人员的兴趣,它可以与各种水溶液混合,如和强酸（H₂SO₄和H₃PO₄）、强碱（KOH）和中性（LiCl）等水溶液混合制备电解质。在本论文中,我们以碳布为基底,Ti₃C₂T_x作为电极材料,PVA与甲基磺酸混合制成凝胶电解质膜,组装全固态柔性超级电容器。这些固态电容器具有较高的容量和良好的循环稳定性,在5 mV s^-1的扫速下,面积电容可以高达345.6 mF cm^-2,在经过1000次循环后,容量保持率高达95%。将器件从0°弯曲到180°,电化学性能稳定,体现了该器件优异的柔韧性。不仅如此,全固态电容器在高温、低温等极端恶劣条件下都可以有一个较好的电化学表现。总之,我们从多个方面证明了以Ti₃C₂T_x作为电极材料,甲基磺酸为电解质,无论是在水系还是固态条件下,电容器均有非常优秀的电化学性能,充分证明了其应用潜力。本论文的研究结果为开发新型电解质材料、制备高性能储能器件,提供了理论和实验基础,对新型超级电容器的发展具有指导作用。