超级电容器（SC）有着超高的功率密度以及快速的充电与放电的能力,但是SC的主要的缺点就是能量密度相对较低。然而,并不存在某种电化学储能器件能同时满足所有用电器的需求。因此,可以根据不同性能上的需求（例如功率密度和能量密度侧重不同）来选择电化学储能器件。同时,作为电化学储能器件的重要组成部分,电解质的电导率、粘度、稳定电压窗口等都会直接影响储能器件的电化学性能。以SC为例,其常用的电解质主要包括有机电解质、离子液和水系电解质。水系电解质相比于离子液和有机电解质,其最大的优点就是电导率高,离子在电解质中高速传导,在超级电容器中表现出超高的功率密度。并且其具有安全性高、易组装、价格低廉等诸多优点。因此,水系电解质是高功率超级电容器中极具应用价值的选择。本文主要研究结果如下:（1）通过分子动力学模拟计算了1 m(mol kg-1)、5 m和21 m三种浓度的双三氟甲磺酰亚胺锂（Li TFSI）电解质的微观结构以及氢键分布。实验和理论计算结果表明,1 m稀溶液随温度的变化理化性能最差,而5 m低浓度WIS（water in salt）在室温和低温下性能非常稳定,而21 m则在室温与高温下表现出稳定的电化学窗口。（2）探究了四种常见的水系电解质Li2SO4、Na2SO4、LiClO4和NaClO4在不同浓度下的电解质结构。结果表明:硫酸根体系的电解质溶解度低是由于阴阳离子之间的强相互作用力使得电解质体相出现大量的团簇结构,这种结构使得电解质物理性质以及电化学性能都有不同程度的下降。但是ClO4-离子却有着更高的溶解度,这依赖于其自身是一种短程各向异性的相互作用离子,阴阳离子之间的相互作用相对较弱,因此不会形成较多大型团簇,这导致其有相对较高的溶解度,也进一步通过增加浓度来优化电解质的物理化学性质。（3）最后,基于对电解质的筛选策略,通过加入水合能力强的Li离子来优化离子液电解质的性能,一方面提升了电解质的电导率,另一方面降低了电极表面的自由水分子,提升了稳定电压窗口。应用该电解质组装的混合电容器也表现出优异的电化学性能。结合分子动力学模拟研究水系超级电容器电解质的微观结构与宏观物理性质之间的联系,从而对电化学性能有着一定的预测。并且实验上充分的证明了我们的策略上是合理的,有着很大的应用价值和应用前景的。