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超级电容器是一种基于双电层吸附或表面氧化还原反应或体相插层反应的新型储能器件,它的性能介于物理电容器和二次电池之间。因其具有的高功率密度、快速冲放电的性能和超长的循环寿命等优点,被广泛用于许多相关领域中。随着现今社会对储能器件能量密度的要求越来越高,超级电容器能量密度低的缺点逐渐被暴露出来。因此如何提高超级电容器的能量密度是目前和未来储能器件的研究重点之一。“Water-in-Salt”（WIS）电解液是一种被广泛用于水系高压锂离子电池的新型电解液,具有完全不可燃性和宽的电化学稳定电压窗口（Electrochemical stable voltage window,ESW）等优点。这类电解液的宽ESW特点不仅仅带来了高的工作电压,同时让更多的高容量电极材料可以进行完整的电化学储能行为,这些特点使得使用该类电解液的储能器件具有更高的能量密度。本论文主要的研究内容和结论如下:（1）以聚苯胺为原料通过简单的碳化和活化过程得到了具有高比表面积和合理孔径分布的聚苯胺碳纳米棒,以其作为电极材料与WIS电解液组装了水系对称超级电容器。该超级电容器工作电压为2.2 V、比容量44 F g-1,同时还具有优良倍率性能和长循环寿命的特点。此外,该超级电容器的能量密度和功率密度分别达到了29.6 Wh kg-1和1.1 kW kg-1,高于近期已见诸报道的大多数水系对称超级电容器。本工作为研究高能量密度水系超级电容器提供了一种新的策略。（2）基于有机溶剂/WIS混合电解液,研究了有机溶剂的种类和混合电解液的三元配比对混合电解液物理化学性能的影响。以四种不同结构的有机溶剂作为添加剂加入到21 m WIS电解液中,研究其对21 m WIS电解液物理化学性能的影响。通过对上述混合电解液表现出的性能研究分析发现,添加乙腈是改善21 m WIS电解液高粘度和低离子电导率的最有效方法。在此基础上进一步研究了不同配比下双（三氟甲基磺酰）亚胺锂（LiTFSI）/H2O/乙腈三元混合电解液出现的物理化学性能的变化,并绘制三元相图。利用三元相图给出了该类三元混合电解液的最佳配比。利用优化后最佳配比的混合电解液和商业活性碳成功地构筑了高电压、优良倍率性能和超长循环寿命的对称超级电容器。本工作不仅有助于混合电解液的深入研究,而且也有利于高能量密度的安全对称超级电容器的进一步开发。