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要提高超级电容器的比能量,需要发展以氧化-还原反应为主要储能机制的赝电容器体系。钛酸锂因具有稳定的尖晶石结构,使其在嵌锂的过程中体积变化很小；电化学反应过程稳定；充放电循环寿命长；且锂的嵌入/脱嵌电位平台在1.5V(vs. Li+/Li)左右,在电极反应电位范围内,基本不会发生电解液的分解而生成SEI膜,因此也不存在因赝电容材料高比表面积而无法生成高质量SEI膜等问题,是为数不多的可以发展成为超级电容器负极材料的锂离子电池材料。为此,我们选择了钛酸锂作为研究对象,用钛酸锂与导电性炭材料复合来制备性能良好的赝电容电极材料。一方面能够通过炭的导电网络提高复合材料的导电性,另一方面通过钛酸锂在高比表面炭上沉积来制备具有高比表面积的钛酸锂。本工作选择了两种多孔炭材料,一为碳纳米管；另一为中孔活性炭。首次通过溶胶凝胶辅助的溶剂热法制备了MWNTS/Li4Ti5O12复合材料,通过钛酸锂与碳纳米管复合形成的三维导电网络状结构以及钛酸锂沉积在高比表面碳纳米管上而高比表面化等技术途径,Li4Ti5O12表现出优异的大倍率性能和循环性能。研究了热处理温度及热处理时间等制备条件对MWNTS/Li4Ti5012复合材料结构和性能的影响。结果表明,600℃热处理2h得到的样品的电化学性能最好,以0.2C倍率充放电, MWNTS/Li4Ti5O12复合材料中Li4Ti5O12的放电比容量为170mAh.g-130C时其比容量为115mAh.g-l。通过钛酸锂与中孔炭的复合,研究了表面活性剂苯甲醇、水热时间以及热处理条件对复合材料的影响,测试表明制备复合电极材料具有更加优异的性能。溶剂热过程中加入苯甲醇得到的复合材料具有优异的大倍率性能,以0.2C倍率充放电时,复合材料中钛酸锂的比容量为175mAh.g-1,5C时,比容量为144mAh.g-1;20C时,比容量仍有136mAh.g-1。而溶剂热过程中未加入苯甲醇得到的复合材料的倍率性能有所下降,但是其循环性能更加优异,1C充放电倍率下,其初始比容量为144mAh.g-1,经过500次充放电循环,其比容量还有128mAh.g-1,下降率只有11%；10C倍率下,经过1800次循环,比容量从126mAh.g1下降到87mAh.g-1,下降率31%。研究了不同钛酸锂含量、热处理温度及时间对复合材料的影响,结果表明：当降低复合材料中的钛酸锂含量时,制备出的复合材料的总体性能更加优异;钛酸锂含量为33%,经过600℃、2h热处理得到的样品具有优异的大倍率性能和循环性能。在0.05A/g时,比容量58mAh.g-1(按照极片的整体质量计算比容量),10A/g时,比容量为38mAh.g-1,20A/g时,其比容量为31mAh.g-1,30A/g,其比容量为23mAh.g-1,整体表现出优异的大倍率性能。其还具有非常优异的循环性能,0.4A/g电流密度下,经过5000次循环,其整体比容量从55mAh.g-1下降到46mAh.g-1,具有84%的保持率,经过10000次循环仍然73%的保持率。而随着热处理温度的升高及热处理时间的增加,其循环性能有所下降。最后选择了溶剂热时间为24h,600℃热处理2h得到的钛酸锂含量为33%的复合材料作为负极,和商品化活性炭组装成非对称电容器,AC/(Li4Ti5O12/C)非对称电容器在功率密度为59W.Kg-1时,其能量密度达到29Wh.Kg-1,而当其功率密度增加到2200W.Kg-1时,其能量密度仍然有24Wh.Kg-1,其性能优于相同条件下的AC/AC双电层电容器。