混合型超级电容器是一种介于超级电容器和二次电池之间的新型储能器件,能够在大电流密度下保持高的能量密度,结合了超级电容器和二次电池两者的特性。本论文主要是围绕二维过渡金属碳化物（MXene）设计电极材料,通过表面修饰和制备复合材料的手段,扩大MXene的层间距,阻止纳米片的自堆垛,提升电极材料的电化学性能,进而组装具有高能量密度和高功率密度的混合型电化学电容器。具体的研究内容如下:（1）利用二维碳化钛（Ti₃C₂T_x,MXene）表面带负电荷的性质,以有机碱（四甲基氢氧化铵,TMAOH）为插层剂,将有机阳离子（四甲基铵离子,TMA⁺）插入Ti₃C₂T_x纳米片的层间,有效地扩大其层间距并阻止纳米片的重新堆垛,有利于电解液的浸润,提升电解液离子的传输速率。经TMA⁺表面修饰的Ti₃C₂T_x（TMA⁺-Ti₃C₂T_x）作为超级电容器电极材料表现出优异的电化学性能:在0.5 A g^-1电流密度下比电容达到299.6 F g^-1;在4 A g^-1电流密度下循环4000次后还可保持初始容量的90%。（2）利用剥离的Ti₃C₂T_x纳米片（d-Ti₃C₂T_x）表面带负电荷,而剥离的层状钴铝双氢氧化物纳米片（d-LDH）表面带正电荷的特性,根据静电吸附作用,将带相反电荷的纳米片逐层自组装,得到具有异质结构的二维CoAl-LDH/Ti₃C₂T_x复合材料,其结合了Ti₃C₂T_x高电子导电性以及CoAl-LDH高电化学活性的优点,可以有效提高电极材料的电化学反应活性,加快法拉第反应的动力学。其中以3:1质量比（CoAl-LDH:Ti₃C₂T_x）复合的L3T1复合物表现出最好的电化学性能,在0.5 A g^–1电流密度下表现出523.6 F g^–1的高比容量,同时在10 A g^–1电流密度下比容量仍保留365.8 F g^–1,具有较好的倍率性能;在4 A g^–1电流密度下循环5000次后比容量仅衰减10%,具有优异的循环稳定性。L3T1与AC组装成L3T1//AC非对称超级电容器,电压区间为0.0¹.6 V,在321.8 W kg^-1功率密度下能量密度为28.6 Wh kg^-1。（3）利用Ti₃C₂T_x纳米片丰富的表面基团固定多巴胺分子（DA）,使其原位聚合得到均匀的聚多巴胺（PDA）包覆层,获得PDA/Ti₃C₂T_x复合材料。将其在300°C惰性气氛下热处理后,制备的PDA300/Ti₃C₂T_x复合电极材料具有丰富的嵌锂活性位点,快速的电子和离子传输通道,表现出优异的电化学性能。PDA300/Ti₃C₂T_x电极在50 mA g^–1电流密度下表现出1190 mAh g^–1的高比容量,同时在5 A g^–1电流密度下比容量仍保留552 mAh g^–1,具有较好的倍率性能;在1 A g^–1电流密度下循环1000次后容量保持率为82%。PDA300/Ti₃C₂T_x与活化石墨烯（AGN）组装成锂离子电容器,电压区间为1.5³.7 V,在390 W kg^-1功率密度下能量密度为84 Wh kg^-1。