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作为一种新型的高性能储能装置,锂离子电容器(LIC)由于展现出了比超级电容器更高的能量密度和比锂离子电池更高的功率密度,兼具了二者的双重优点,因此近年来受到了研究者的广泛关注。众所周知,储能器件的性能主要取决于电极材料,因此开发新的电极材料或者是对已有电极材料进行改性,已经成为当前的研究热点。石墨烯基炭气凝胶由于具有连续的三维网络结构、发达的孔隙率以及优异的导电导热性等特点,所以常常被开发应用于双电层电容器。基于此,本课题从LIC多孔炭正极材料入手,期望通过对石墨烯基炭气凝胶进行改性处理后,得到比表面积高、孔径结构丰富的电极材料,并将其与制备的纳米片状钛酸锂(LTO)分别作为正负极,组装得到性能优异的LIC。主要的研究成果如下：1、通过溶胶-凝胶法合成了石墨烯基炭气凝胶(GA),并对其进行了不同比例的KOH活化处理。结果表明,经过KOH活化后,在材料的表面产生了丰富的孔隙结构,其比表面积显著增大,并且随着KOH比例的增大,比表面积也逐步增大。当KOH与GA的活化比例为4时,其电化学性能最优,半电池比容量相比活化之前提高了将近2.5倍,达到51.8mAh g-1,与LTO分别作为正负极材料组装成LIC后,测得其最大能量密度能达到55.8Wh kg-1。2、利用三聚氰胺和GA复合制备出氮掺杂石墨烯基复合炭气凝胶(NGA),并对其进行KOH活化处理。实验结果表明,经过一定比例的氮掺杂之后再进行KOH活化,可以显著的改善其孔隙结构,增大中孔所占的比表面积。同时,与a-GA-4半电池测试结果对比可知,在进行氮掺杂之后再活化,其半电池比容量由51.8mAh g-1增大到76mAh g-1,与LTO匹配组装成的LIC最大能量密度能达到70.2Whkg-1。这些结果表明大量的小中孔有利于电解液在材料内部的扩散,使得材料当中的微孔被充分利用,从而形成了更多的双电层,比容量随之增大,因此得到了性能更优的LIC。3、通过CO2活化法对GA内部结构和表面形貌进行了改性处理,研究了CO2的不同通气速率对其内部结构和电化学性能的影响。结果表明,CO2活化主要是增加材料表面的微孔和小中孔数量,并未对材料的主体结构产生影响。当CO2的通气速率为120mL/min时,活化所得样品的半电池比容量可以达到69.6 mAh g-1,将其与LTO分别作为正负极组装成LIC后,测得最大能量密度能达到66.8Wh kg-1。