超级电容器是介于传统电容器与电池之间的一种新型的储能装置，由于它具有比常规电容器更大的比能量，比蓄电池更高的比功率和循环使用寿命，因此它可用作电子记忆电路等的辅助能源，玩具等小型电器的电源或脉冲电源，此外还可和蓄电池组合使用，作为电动车辆的驱动系统。但液态工作电解质超级电容器存在着漏液甚至爆炸的潜在缺点，凝胶聚合物电解质（GPE）超级电容器具有不漏液、安全的优点，适应电器设备向小型化、超薄型化方向发展。本文以丙烯腈（AN）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）作聚合物单体，分别以碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丙烯酯+碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）+碳酸乙烯酯以及碳酸甲乙酯（EMC）+碳酸乙烯酯作增塑剂，高氯酸锂（LiClO₄）作支持电解质，采用内聚合法制备聚丙烯腈（PAN）基和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基凝胶聚合物电解质超级电容器。通过了交流阻抗、X射线衍射、循环伏安、恒流充放电、漏电流等测试方法，对凝胶聚合物电解质、电极材料及其组成的超级电容器性能进行了研究。本文采用内聚合法制备的PAN基凝胶聚合物电解质接近室温时的电导率最高可达9.10mS／cm，接近有机液体电解液的电导率，电化学稳定窗口为2.5V；PMMA基凝胶聚合物电解质电导率最高可达4.16mS／cm，电化学稳定窗口为3V。同时采用不同比表面积活性炭为电极材料，与内聚合法制备的凝胶聚合物电解质组成超级电容器，其电阻较小，其中PAN基比PMMA基GPE碳基超级电容器内阻小。其电容器双电极比电容较大，PAN基GPE超级电容器最高双电极比电容可达48.88F／g，与有机液体电解液超级电容器的比容量相近；PMMA基GPE超级电容器最高双电极比电容可达46.52F／g，其比能量较PAN基高，且高于国内外资料中报道的凝胶聚合物电解质膜超级电容器的比电容。其电容器的漏电流较小，其中PMMA基GPE超级电容器漏电流小于PAN基。之后与采用流延法制备PEO基GPE膜碳基超级电容器进行了对比，制得的PEO基GPE膜的电导率小于内聚合法制备的GPE电导率。以PEO基GPE膜为电解质和隔膜，高比表面积活性炭为电极材料的超级电容器的比电容为34.96F／g，但是其初始电压降太大，性能不稳定。本文以低温固相合成法制备的MnO₂为内聚合式GPE超级电容器的正极材料，以不同比表面积活性炭为负极材料，实验结果表明：当采用低比表面积活性炭为负极材料时，MnO₂／AC电容器比电容大于AC／AC电容器的比电容，其中MnO₂／AC电容器比电容可达27.3F／g，比单纯AC／AC电容器的比电容提高32.2％。当采用高比表面积活性炭为负极材料时，MnO₂／AC电容器的比电容达到36.26F／g，较采用低比表面积活性炭提高了32.8％，且其漏电流较小，为3.5mA。本文又以嵌入型化合物LiMn₂O₄、LiCoO₂及其与活性炭混合物为内聚合式GPE超级电容器的正极材料，以高比表面积活性炭为负极材料，结果表明：随着活性炭量的增加比电容增大，当嵌入型化合物含量为25％时电容器的比电容较大，且LiCoO₂与活性炭混合材料组成的电容器的最高比电容为40.53F／g，LiMn₂O₄与活性炭混合材料的比电容相对较小。