超级电容器凭借其简易的制备工艺、低污染、低成本、快速充放电能力、高效率及高稳定性等优势在能源领域获得广泛的关注。近些年来,为了提高其功率及能量密度,在这方面的主要的研究焦点已经从各类电极新材料的研究和开发,转向对新型电解液的开发及其与电极材料的匹配组装和应用。本文选择含铁离子氧化还原活性电解质体系用于制备氧化还原电解质基超级电容器,通过设计和制备含铁离子活性电极材料以加强电极材料与含Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原活性电解质之间的电化学相互作用,大幅度提高超级电容器的电化学性能。制备了亚铁离子掺杂导电聚苯胺(Fe²⁺/PANI)和碳纳米纤维/三氧化二铁（CNFs/Fe₂O₃）等不同类型的阴极材料和氧化钨（WO₃）阳极材料,表征了这些电极材料的组成、化学结构、微观形貌,测试和分析了这些电极材料在Fe²⁺/Fe³⁺+H₂SO₄氧化还原活性电解质中的电化学行为,最后通过优化组装成WO₃//CNFs/Fe₂O₃不对称超级电容器,研究和比较了其比电容、倍率性能、能量密度、功率密度和循环寿命等超级电容特性。首先,在钛网集流体上进行了PANI的电化学沉积及其亚铁离子的原位掺杂。通过对所制备的电极在H₂SO₄电解质中的电化学测试分析,证明当电化学沉积液中Fe²⁺浓度为0.4 M时,所得到的0.4 M Fe²⁺/PANI电极的比电容性能及倍率性能最佳。在与H₂SO₄电解液组装成的对称超级电容器中,该电极材料在充放电电流密度为5 A/g时的比电容为452 F/g,在电流密度为20 A/g下循环充放电1000圈后比电容保持率仍为99.59%,优于无铁离子掺杂的纯PANI电极的保持率（87.5%）。因此,选用0.4 M Fe²⁺/PANI作为电极与含有Fe²⁺/Fe³⁺的硫酸电解质组装成为对称超级电容器。实验结果表明,氧化还原活性电解质中Fe²⁺/Fe³⁺的最优化浓度为0.5 M,此时电极材料的比电容最高。当电流密度为8 A/g时,电极的比电容可达8468 F/g,远高于其在硫酸电解质中的电容性能。这些研究结果证明了将含铁离子掺杂的电极应用于Fe²⁺/Fe³⁺+H₂SO₄氧化还原电解质以提升超级电容器性能的策略有效性。基于上述研究结果,可发现通过掺杂/复合制备含铁成分的电极材料能够加强电极与Fe²⁺/Fe³⁺+H₂SO₄氧化还原电解质之间的电化学相互作用,从而提升电容器的性能。由此,设计制备了一种适合该氧化还原活性电解质体系的碳/铁氧化物复合电极材料。通过简单的火焰燃烧法在304不锈钢网（SS）上直接沉积生长了CNFs/Fe₂O₃复合材料,研究了不同燃烧处理时间对电极材料电化学性能的影响。电化学测试结果表明,在CNFs/Fe₂O₃@SS电极结合Fe²⁺/Fe³⁺+H₂SO₄氧化还原活性电解质组装而成的对称超级电容器中,燃烧处理时间为20 min时所制备的电极具有最佳的电容性能,其在3 m A/cm²时可表现出高达2412.6 m F/cm²的面积比电容,在功率密度为65.22 m W/cm³时则表现出14.57 m Wh/cm³的高能量密度。这些结果证明了CNFs/Fe₂O₃@SS电极的火焰燃烧制备方法的优越性及Fe₂O₃电极材料在该酸性氧化还原活性电解液中应用的可行性。最后,通过水热法在钛网表面沉积具有海胆状结构的WO₃纳米材料,研究其在含铁离子氧化还原活性电解液中的电化学行为。将所制得WO₃/Ti电极直接用作阳极,CNFs/Fe₂O₃@SS电极作为阴极,结合Fe²⁺/Fe³⁺+H₂SO₄氧化还原活性电解质组装不对称超级电容器。电化学性能测试结果显示,在功率密度为70.33 m W/cm³的情况下,所组装不对称超级电容器能量密度可达9.08 m Wh/cm³,在经过1000次充放电循环后,其电容仍可保持为原来的85.1%。