超级电容器作为一种新型的储能元件，由于其功率密度大、循环寿命长而受到广泛关注，但是其能量密度低的缺点一直制约着其进一步的发展。研究如何在保持较高的功率密度的同时又具有较高的能量密度和较长的循环寿命一直成为人们研究的热点。混合超级电容器则利用正负极之间截然不同的两种能量储存原理，很好地结合了二次电池的高能量密度以及传统超级电容器的高功率密度和长循环寿命的优点。近年来，由于二氧化钛(TiO2)材料的低成本、无毒以及对环境友好等优点，使其在混合超级电容器中具有巨大的发展潜力。本论文采用溶剂热法研究开发出的TiO2基负极电极材料与活性炭(AC)正极电极材料所组装的混合超级电容器具有能量密度大、功率密度高、倍率性能好以及循环寿命长等优点。本论文的具体内容介绍如下:　　(1)实验中采用溶剂热法合成了由TiO2纳米片组成的介孔TiO2微球，对介孔TiO2微球在不同温度下进行焙烧，研究了其在不同焙烧温度下的相组成以及形貌变化。并且研究了其在锂离子半电池中的电化学性能，研究发现TiO2(400)在锂离子半电池测试中表现出了最好的电化学性能。将不同焙烧温度下的介孔TiO2微球作为负极电极材料，活性炭作为正极电极材料，在有机电解液中组装了混合超级电容器进行研究，研究表明AC/TiO2(400)具有最高的比容量，其能量密度达到了79.3 Wh kg-1，是AC/AC(36.1 Wh kg-1)对称型超级电容器能量密度的两倍多，而且AC/TiO2(400)的功率密度也非常高，最高可以达到9.45 kW kg-1，其在1 A g-1电流密度下循环1000次后容量仍保持为首次循环容量的98％。显示了AC/TiO2(400)混合超级电容器非常优异的电化学性能。　　(2)通过溶剂热法制得的球形TiO2微球，经过先氮化然后氧化的过程对其进行一定的氮化钛(TiN)掺杂修饰，通过控制氧化温度的不同使氮化后的材料具有不同的氧化程度，最终使得材料内所含氮化钛的含量不同。研究了不同焙烧条件下所得材料的晶型组成以及形貌变化，并且研究了在锂离子半电池中的电化学性能。研究表明在锂离子半电池测试中TNA-450具有很好的电化学性能，TNA-450具有最好的倍率性能，氮化钛掺杂后提高了材料的电化学性能。将不同焙烧条件下TiO2基材料作为负极电极材料，活性炭作为正极电极材料，在有机电解液中组装了混合超级电容器进行研究，研究表明AC/TNA-450混合超级电容器的电化学性能优异，其具有非常好的大电流放电性能，倍率性能非常好，而且在循环1000次后比容量达到首次循环比容量的105％，显示了非常好的循环性能。