锂离子电池由于其能量密度高、无记忆效应、自放电小等优点被广泛应用在便携式电子产品和电动汽车上。然而,锂金属资源有限、价格居高不下、分布不均匀等问题导致锂离子电池难以实现在电网储能的大规模应用,而且随着科技的快速发展,锂离子电池的续航时间也愈发难以满足人们日益增长的需求,因此,开发新一代低成本、高效的电池储能装置势在必行。基于离子电化学嵌入与脱嵌工作机理的双离子电池应运而生,这种电池有望解决锂离子电池存在的能量密度低、续航里程短及制造成本高等问题。本论文以不掺杂任何金属元素的离子液体为电解质,探索适合此类电解质的完全可再生的电极材料,构建没有任何金属离子参与电化学反应的双离子电池,并对其电化学性能及储能机理进行系统的研究。主要研究内容如下:（1）以既具有氧化性又具有还原性的天然石墨作为正负极活性物质,与纯离子液体Pyr₁₄TFSI构成新型的离子液体双石墨电池,利用电化学工作站和电化学测试系统对其进行电化学性能测试。实验结果表明,在1.0-4.6 V的电化学窗口下,当电流密度为50 mA g^-1时,电池的放电比容量为49 mAh g^-1,循环100次后表现出良好的循环稳定性。此外,Pyr₁₄TFSI-DGB在循环过程中表现出高达3.7 V左右的放电平台。通过X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）和扫描电子显微镜（SEM）等对充放电前后以及不同充放电状态下的正负极石墨进行表征,分析可知电解质中阴离子TFSI^-和阳离子Pyr⁺₁₄分别在石墨两极发生了可逆的嵌入/脱出反应,且在100次循环后表现出了良好的结构稳定性。（2）以晕苯作为Pyr₁₄TFSI离子液体双离子电池的负极材料,与天然石墨正极材料构建了新型的晕苯/石墨双离子电池,并对其进行电化学性能测试。实验结果表明,通过对比不同充电截止电压下双离子电池的循环性能,确定4.4 V为最佳充电截止电压。电压范围为1.0-4.4 V,在3 C倍率下,电池的初始放电比容量可达74 mAh g^-1,测试超过500个循环仍具有较高的放电比容量,并且经过100次循环后,容量保持率高达93%,表现出了优异循环稳定性。通过对不同充放电状态下的晕苯负极进行XRD和傅里叶红外光谱（FT-IR）表征,说明了晕苯负极可以嵌入大尺寸的Pyr₁₄⁺阳离子来实现能量储存,并且表现出了良好的结构稳定性。