超级电容器作为一种新型储能设备一直备受人们关注。目前广泛使用的有机系超级电容器虽然拥有高达2 V以上的电位窗口,但是因为有机电解液易燃易挥发等缺点导致有机系超级电容在实际应用中存在很多限制。水系超级电容器安全又廉价,且电解液的离子电导率高,功率密度大,具有广阔的应用空间。但是水的热力学分解电势只有1.23 V,导致水系超级电容器的工作电压低,常在1.0 V左右。因此如何提高水系超级电容器的工作电压,并进一步改善它的电容性能成为了研究热点与难点。本课题以提高水系超级电容器的工作电压和电容性能为研究重点,以硫酸镁、硫酸锰等多种中性溶液作为电解液,成功提高了工作电压,其中硫酸镁电解液的工作电压为1.8 V,硫酸锰电解液的工作电压为1.9 V。系统地测试了硫酸镁和硫酸锰电解液在以活性炭为工作电极、Ag/Ag Cl电极为参比电极,以石墨电极为对电极的三电极体系中的循环伏安曲线和恒电流充放电曲线,并对它们进行了分析与研究。实验证实,硫酸镁电解液可以在1.8 V的电压下安全工作,硫酸锰电解液可以在1.9 V的电压下安全工作,硫酸镁电解液的电容性能更好,但是两者的比电容均比硫酸电解液小。在获得了高工作电压的基础上,通过添加Fe2+和Cr3+进一步改善硫酸锰和硫酸镁电解液,成功提高了它们的电容性能。实验完整地测试了三电极体系和对称型超级电容器器件的循环伏安曲线和恒电流充放电曲线,并系统地研究了Cr3+和Fe2+对电容性能的影响。实验证实,Cr3+和Fe2+的联合作用能够增大比电容,但是Cr3+的添加会导致倍率性能的下降,随着电流密度的增加,比电容衰减得较快。而添加合适浓度的Fe2+不仅能够提供赝电容从而实现比电容的增加,而且不影响倍率性能。此外,还证实了Fe2+的最佳添加浓度为0.05 M。以添加了0.05 M Fe2+的硫酸镁溶液作为电解液制备而成的对称型活性炭基超级电容器在0-1.8V的电位范围下具有157 F/g的比电容（0.5 A/g的电流密度）和17.7 Wh/kg的能量密度,循环50圈后,比电容仅在前10圈有轻微下降,之后几乎保持不变。