混合电容器（HCs）,特别是锂离子混合电容器（LIHCs）,被认为是锂离子电池（LIBs）一种较好的替代品。通常,混合电容器是由具有电池性质的负极和电容性质的正极组成,从而具有高能量密度、高功率密度和优异循环稳定性能等优点。然而,LIHCs在未来储能器件中的进一步发展在很大程度上受限于锂资源的稀缺和分布不均。因此,与LIHCs具有类似的电化学行为的钠离子混合电容器（SIHCs）和钾离子混合电容器（PIHCs）作为其较好的替代品被广泛研究。与钠(-2.71 VSHE)相比,钾(-2.93 VSHE)的标准电极电位更接近锂(-3.04 VSHE),这使得PIHCs比SIHCs具有更高的电极电位和能量密度。值得注意的是,钾离子（K+）,不同于离子（Na+）,可以与石墨形成能量稳定的插层化合物（KC8）,其理论容量可高达279 m A h g-1。同时,相比于锂离子（Li+）和Na+,K+的离子-溶剂相互作用能最低,电导率较高。基于这些优点,PIHCs受到了广泛的关注。目前,PIHCs的发展仍处于初级阶段,主要受到正负两电极动力学不平衡的限制。因此,开发高性能的钾离子混合电容器负极材料对于提高其能量密度、功率密度等性能具有重要意义。本论文合成了新型的钾离子电池负极材料,同时使用商业活性炭作为正极来组装钾离子混合电容器,并对其进行了系统的电化学研究和机理分析,主要研究内容如下:（1）在第2章中,我们报道了一种蚕丝化学策略来合成多级多孔的氮掺杂碳（SHPNC）。所制备的SHPNC具有大的比表面积、丰富的氮（N）掺杂,这不仅在循环过程中为电子和K+的快速输运提供了高效通道,而且为缓解电极体积膨胀提供了足够的空间,从而提高了电极的容量和稳定性。因此,采用SHPNC负极和活性炭正极的钾离子混合电容器表现出高能量密度(135 W h kg-1)、长循环寿命等电化学性能。本研究表明,基于SHPNC负极的钾离子混合电容器在高性能储能器件领域具一定的应用前景。（2）在第3章中,我们合成了一种氮、硒（Se）共掺杂碳纳米纤维包裹的Nb Se2纳米片结构（Nb Se2/NSe CNFs）,作为柔性、自支撑、无黏结剂的PIHCs负极。Nb Se2/NSe CNFs具有N、Se共掺杂和多级多孔结构,为充放电循环过程中钾离子和电子的快速传输提供了高效通道。此外,通过原位XRD、原位Raman、非原位透射电子显微镜和元素Mapping等手段验证了Nb Se2/NSe CNFs电极具有良好的电化学可逆性。因此,以Nb Se2/NSe CNFs为负极,活性炭为正极的PIHCs在50 m A g-1的电流密度下拥有高达145 W h kg-1的能量密度,以及在2000 m A g-1的电流密度下,拥有超过10000次的超长循环寿命。这些结果表明,该组装的PIHCs在超长循环储能器件领域具有巨大的应用潜力。