随着动力电源产业的快速发展,超级电容器以其优异的电化学性能在储能器件领域备受关注。超级电容器拥有比普通电容器更大的容量,比普通电池更高的功率密度,填补了传统的静电电容器和化学电源之间的空白。限制传统超级电容器发展的难题之一就是其工作电压难以提升。本文采用快离子导体作为电解质材料,使用碳系电极材料用于超级电容器的电容性能,以降低固态电解质带来的内电阻问题。本论文主要从材料合成、器件制备、材料表征及电化学性能测试等方面进行研究,具体内容如下:（1）采用高能球磨法,合成了实验主要材料β"-Al₂O₃,并利用XRD、SEM等手段进行微观分析,确定合成材料的物相结构为β"-Al₂O₃,粉体的晶粒粒径为27 nm。并使用压片工艺制备了电解质样品Al/β"-Al₂O₃/Al、Al/Na₂Ti₆O₁₃/Al以及Al/Na₂Ti₆O₁₃+β"-Al₂O₃/Al,电化学测试分析结果表明,Na₂Ti₆O₁₃与β"-Al₂O₃复合电解质材料循环性能稳定,充放电电荷损耗最小,为最佳性能。（2）以涂炭铝箔和半碳铝箔为电极材料,制备片式超级电容器。对器件进行电化学性能测试,通过相关分析和数据对比,结果证明涂炭铝箔器件的电化学性能更佳,比电容更大;又对电解质材料Na₂Ti₆O₁₃与β"-Al₂O₃材料配比进行研究,电解质材料Na₂Ti₆O₁₃与β"-Al₂O₃摩尔比为7:3时性能最佳,比电容为44.75 mF/g,能量密度为0.945 Wh/kg。（3）在Na-Al电解质材料和涂炭铝箔电极材料的基础上,进行器件制备工艺的改良,制作了卷绕式超级电容器样品,相比原有片式超级电容器,厚度减少至0.1 mm,电极-电解质接触更佳,内电阻减少至730Ω,比电容提升至133.69 mF/g。测试结果表明,其循环稳定性良好,在低扫描速率下展示出更好的电容性能和更大的赝电容峰,算得其能量密度为2.824 Wh/kg,功率密度为10.17 kW/kg。（4）根据阻抗频率测试结果,对各样品进行对比分析,提出钠离子超级电容器的内部工作机理。