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作为一种性能优异的储能装置,锂离子电容器在能量密度及功率密度方面有着杰出的表现,故其应用领域越来越广泛,随之而来的是对其电极材料的研究也越来越多。本论文以获得性能优异的电极材料为目标,通过对不同材料进行改性处理,尝试组装高性能的锂离子电容器。正极材料从磷酸铁锂(LiFeP04)入手,通过碳包覆、钴(Co)掺杂对其进行改性;负极材料从炭气凝胶(GRF和NGRF)以及固有微孔聚合物(PIM-1)入手,通过二氧化碳(C02)活化对其进行改性,然后研究其半电池及锂离子电容器的电化学性能。主要研究内容有以下三个方面:1、通过共沉淀法制备碳包覆磷酸铁锂(LiFePO4/C),并确定其最佳合成条件。在此条件下制备的0.04wt%Co (LiFePO4理论产量为基准)掺杂碳包覆磷酸铁锂(LiFe0.96Co0.04PO4/C)的电化学性能最佳,具有纳米片状形貌,当电流密度为0.1C时,LiFe0.96Co0.04PO4/C的半电池放电比容量高达141.2 mAh·g-1,100个循环后,仍能保持98.2%;当电流密度增大到1C时,其比容量为112.3 mAh·g-1,均优于LiFePO4/C。将它们分别作为锂离子电容器电极材料使用时,得到的锂离子电容器(LiFePO4/C)/AC可达到的最大的能量密度为47.6 Wh·kg-1,最大的功率密度为1004.7 W·kg-1;而锂离子电容器(LiFe0.96Co0.0PO4/C)/AC的能量密度最高可达51 Wh·kg-1,功率密度最高可达 1050.5 W·kg-1。2、通过溶胶-凝胶法合成GRF和NGRF,然后分别在不同的温度下进行活化处理,最终获得活化后的凝胶(GRF-A-x和NGRF-A-x)。它们均呈大小不一的薄片状分布,以石墨烯为支撑形成三维结构。CO2活化使材料表面产生大量的微孔和小中孔,材料的比表面积不断增大,孔结构也变得更为丰富。随着CO2活化温度的上升,GRF-A-x的比容量也不断升高,并且N元素的加入也提高了对应材料的比容量。其中GRF-A-10和NGRF-A-10,在0.1 A·g-1时放电比容量分别为917.1 mAh·g-1和1077.2 mAh·g-1。将它们作为锂离子电容器电极材料使用时,锂离子电容器L4A6/GRF-A-10的能量密度最大值为30.7 Wh·kg-1,功率密度最大值为1182 W·kg-1;而锂离子电容器L4A6/NGRF-A-10的能量密度最高可达33.4 Wh·kg-1,功率密度最高可达 2392.6 W·kg-1。3、通过有机合成、高温炭化及CO2活化制备了多孔PIM-1材料(PIM-1-C和PIM-1-A)。PIM-1-A呈微米级球状分布,CO2活化使其去除了大量的杂原子,进而丰富了孔隙结构,将其比表面积提高到了965.3m2·g-1。当电流密度为0.1A·g-1时,PIM-1-A半电池的放电比容量约是PIM-1-C的5.1倍,为1158.4 mAh·g-1。将其作为锂离子电容器电极材料使用时,锂离子电容器L4A6/PIM-1-A的能量密度最大值为18.5 Wh·kg-1,功率密度最大值为2412 W·kg-1。