作为一种新型的储能器件,钠离子混合电容器兼具钠离子电池和超级电容器的优点,在电化学储能领域具有广泛的应用前景。为提高离子电容器的能量密度和功率密度,本论文详细研究了负极材料细菌纤维素衍生碳气凝胶、二硫化锡纳米片及其纳米复合物的设计、制备和钠离子存储性能。通过碳化结合化学活化,制备了细菌纤维素衍生碳气凝胶正极材料。通过结构设计及优化,构建了以杂原子掺杂和化学活化碳气凝胶为负、正极材料的双碳钠离子电容器,研究了其超电容性能。具体研究内容如下:（1）细菌纤维素衍生碳气凝胶制备及其储钠性能研究:以细菌纤维素为碳源,在惰性气氛条件下高温碳化制备了细菌纤维素衍生碳纤维气凝胶（BCCA）。研究了不同热解温度条件对材料组成、微结构及石墨化度的影响规律。BCCA经过高温热解后仍保持了细菌纤维素前驱的三维多孔网状结构,缩短了电子和钠离子的传输路径,表现出优异的循环性能和倍率性能。其中1000℃下得到的BCCA-10的循环性能和倍率性能最好,在0.05 A g^-1电流密度下循环300圈仍有235mAh g^-1的容量,在2 A g^-1电流密度下有126.3 mAh g^-1,表现出很好的循环稳定性和倍率性能。（2）SnS₂/BCCA复合材料制备及储钠性能研究:金属二硫化物SnS₂由于其高理论比容量和大的层间距而被证明是钠离子电池非常有前景的负极材料。然而在脱嵌钠过程中体积变化大导致循环性能和倍率性能较差。我们采用SnCl₄·H₂O和硫代乙酰胺（TAA）为锡源和硫源,通过简单水热合成了SnS₂纳米片和细菌纤维素衍生碳气凝胶交联的（SnS₂/BCCA）复合材料。BCCA的三维纳米纤维网络结构不仅显着改善了SnS₂纳米片的堆叠,增加了更多活性位点,而且促进了电子传输,缓解了SnS₂材料在充放电过程中巨大应力引起的大体积变化。制备的SnS₂/BCCA-5复合电极(比表面积为144.7 m² g^-1)在100次循环后在0.05 A g^-1电流密度下仍有408 mAh g^-1的高比容量,在2 A g^-1高电流密度下仍有196.4 mAh g^-1,倍率性能明显改善。（3）细菌纤维素衍生碳气凝胶混合钠离子电容器储钠性能研究:我们以经过多壁碳纳米管混合和N O杂原子共掺杂的BCCA-10为负极（NO CT/CA）,以KOH活化的BCCA作为混合离子电容的正极（a-BCCA-4）,构建了NO CT/CA//a-BCCA-4全碳混合钠离子电容器。N O杂原子共掺杂和多壁碳纳米管混合的负极导电性能明显改善,具有优异的倍率性能。经过KOH活化的a-BCCA-4表现出优异的循环性能。所构建的NO CT/CA//a-BCCA-4混合钠离子电容器最高的能量密度和功率密度可达得51.67 Wh kg^-1和6006.9 W kg^-1。在0.5 A g^-1电流密度下,电压窗口为2.0-4.0 V时,NO CT/CA//a-BCCA-4循环3000圈后容量保持率为60.4%。此外我们还研究了NO CT/CA//a-BCCA-4在0.5 A g^-1电流密度下在电压窗口为1.5-4.2 V时的循环性能。循环3000圈后容量保持率为14.6%。由此可见,电压窗口的选择对混合钠离子电容器起着至关重要的作用。