铝电解电容器（AEC）作为目前市场上最常见的商用电容器,被广泛应用于交流线路滤波领域。然而AEC本身较低的能量密度导致其在使用过程中需要较大的器件体积才能满足电路的应用需求,极大的限制了其轻量化、便携化的发展。而作为一种新型储能器件的超级电容器,其本身所具有的比容量大、体积小和能量密度高等优势,能够完美的弥补AEC在交流线路滤波中的缺陷,具有极高的研究价值。但传统的碳基超级电容器无法满足交流滤波线路的高频响应需要。因此,目前迫切需要开发和提高碳基超级电容器的快速充放电性能以及高频响应能力,以此实现其在交流线路滤波领域的应用。碳纳米洋葱（CNOs）是一种同心石墨壳层包裹的球形碳材料,作为一种新型的碳纳米材料,以其优异的充放电能力和频率响应性能在交流线路滤波领域具有极高的研究与应用潜力。因此,本文采用化学气相沉积法制备出一种碳纳米洋葱和石墨烯复合电极。该电极表面具有致密互连的碳纳米洋葱层,下层通过石墨烯和镍片相互键连,有效的减小了集流体与电极材料之间的接触阻力。电化学测试表明碳纳米洋葱基超级电容器在6 M KOH的水系电解质中拥有优异的相位角值（在120 Hz频率下-82.2°）和较短的电阻-电容时间常数（0.174ms）,并且拥有高达5000 V s^-1的扫描速率,表明了水系碳纳米洋葱基超级电容器拥有非常优异的充放电性能和频率响应性能。而在有机系电解质（1 M EMIMBF₄）中,其相位角可达-79.8°,同时也可以达到5000 V s^-1的扫速以及3V的电位窗口。在0.25 m A cm^-2的电流密度下可以获得0.69 m F cm^-2的面积比容量与23 F cm^-3的体积比容量。并且拥有高达28.8 m Wh cm^-3的体积能量密度与102 W cm^-3的体积功率密度。交流线路滤波测试的结果表明水系和有机系碳纳米洋葱基超级电容器均能够将60 Hz的交流电信号输出为直流电信号。本文的测试结果有力的证实了碳纳米洋葱结构在交流线路滤波方面应用的可行性和电化学性能的优异性,并且也是首次使用碳纳米洋葱材料制备的超级电容器用于交流线路滤波。