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锂离子超级电容器作为一种新型绿色储能器件，应用前景十分广阔。本文分别针对锂离子电容器的电极材料和电解液体系进行了研究。
以尿素为氮源，按1∶1,1∶2,1∶3,1∶5比例，对活性炭进行水热处理，经600℃热处理12h后，制备出不同氮掺杂含量的活性炭材料。研究发现：氮掺杂后，材料原有的形貌未遭到破坏，材料内部孔径得以调控，浸润性得到了改善，当活性炭与尿素的质量比达到1∶2时电化学性能最优。材料在0.1A/g电流密度下，放电比容量可达70.2mAh/g，并且在0.1A/g电流密度下循环200次后，仍具有92.9%的容量保持率，电化学性能较未修饰材料有明显的提升。
对石墨烯材料进行硝酸活化处理，通过XRD、SEM、EDS、XPS、FTIR等测试方法对材料进行分析，发现处理后的石墨烯材料比表面积降低，但表面含氧量增加，其中以羟基、羰基含量增幅最大。研究发现处理后的石墨烯材料在0.1A/g、1.5~4.2V电压区间内首次的放电比容量为110.9mAh/g，500循环后，材料的放电比容量为105.6mAh/g，容量保持率为95.2%，循环稳定性得以改善。
配制EC-EMC-DMC，EC-EMC-PC，EC-EMC-DEC，EC-EMC-D2四种不同的有机电解液体系，对不同电解液体系与碳材料在不同电压区间内的相容性进行考察。研究发现：含有D2溶剂的电解液体系具有良好的润湿性和较高的电导率，与碳材料具有良好的相容性，可有效抑制电解质盐的分解。该电解液体系在1.5-4.2V电压区间内，0.1A/g电流密度下首次放电比容量为80.3mAh/g,500次循环后仍具有90.3%的容量保持率。当溶剂EC∶EMC∶D2比例为2∶1∶1时，该电解液体系具有最优的电化学性能，该电解液体系在0.1A/g电流密度下首次放电比容量为84.9mAh/g，循环500次后容量保持率为97.3%。在1.5-4.5V电压区间内，首次放电比容量为96.9mAh/g，0.1A/g下循环200次后，具有93.5%的容量保持率，表现出良好的循环稳定性能和耐高压性能。
对最优电解液体系进行AC/HC非对称超级电容器软包组装。与传统电容器相比，电容器的截止电压可从2.7V提高到4.0V。该电容器单次循环效率均高于99.9%，1000次循环后容量保持率为82.7%，表现出良好的循环稳定性。通过对AC/HC非对称超级电容器进行大倍率放电测试，发现D2基电解液体系可有效抑制气胀现象的产生，提高器件的安全性能。
以尿素为氮源，按1∶1,1∶2,1∶3,1∶5比例，对活性炭进行水热处理，经600℃热处理12h后，制备出不同氮掺杂含量的活性炭材料。研究发现：氮掺杂后，材料原有的形貌未遭到破坏，材料内部孔径得以调控，浸润性得到了改善，当活性炭与尿素的质量比达到1∶2时电化学性能最优。材料在0.1A/g电流密度下，放电比容量可达70.2mAh/g，并且在0.1A/g电流密度下循环200次后，仍具有92.9%的容量保持率，电化学性能较未修饰材料有明显的提升。
对石墨烯材料进行硝酸活化处理，通过XRD、SEM、EDS、XPS、FTIR等测试方法对材料进行分析，发现处理后的石墨烯材料比表面积降低，但表面含氧量增加，其中以羟基、羰基含量增幅最大。研究发现处理后的石墨烯材料在0.1A/g、1.5~4.2V电压区间内首次的放电比容量为110.9mAh/g，500循环后，材料的放电比容量为105.6mAh/g，容量保持率为95.2%，循环稳定性得以改善。
配制EC-EMC-DMC，EC-EMC-PC，EC-EMC-DEC，EC-EMC-D2四种不同的有机电解液体系，对不同电解液体系与碳材料在不同电压区间内的相容性进行考察。研究发现：含有D2溶剂的电解液体系具有良好的润湿性和较高的电导率，与碳材料具有良好的相容性，可有效抑制电解质盐的分解。该电解液体系在1.5-4.2V电压区间内，0.1A/g电流密度下首次放电比容量为80.3mAh/g,500次循环后仍具有90.3%的容量保持率。当溶剂EC∶EMC∶D2比例为2∶1∶1时，该电解液体系具有最优的电化学性能，该电解液体系在0.1A/g电流密度下首次放电比容量为84.9mAh/g，循环500次后容量保持率为97.3%。在1.5-4.5V电压区间内，首次放电比容量为96.9mAh/g，0.1A/g下循环200次后，具有93.5%的容量保持率，表现出良好的循环稳定性能和耐高压性能。
对最优电解液体系进行AC/HC非对称超级电容器软包组装。与传统电容器相比，电容器的截止电压可从2.7V提高到4.0V。该电容器单次循环效率均高于99.9%，1000次循环后容量保持率为82.7%，表现出良好的循环稳定性。通过对AC/HC非对称超级电容器进行大倍率放电测试，发现D2基电解液体系可有效抑制气胀现象的产生，提高器件的安全性能。