钾与锂同处一族,具有相似又独特的理化性质,使得钾离子混合电容器（Potassium Ion Capacitors,PICs）成为后锂离子储能时代的一种新型电能存储器件。然而其电池型负极反应与电容型正极反应存在着极大的动力学差异性,同时,较大的钾离子半径阻碍了其在负极中的固态扩散,因此,开发合适的储钾负极材料对于PICs的发展至关重要。受钛酸锂负极材料启发,钛酸钾(K2Ti6O13,KTO)有望在PICs中表现出优异的性能。本研究针对KTO材料比容量低、电子电导率差的问题,制备了不同结构的KTO/碳复合材料,改善其储钾性能,进而优化PICs的综合性能:（1）利用原子层沉积（Atomic Layer Deposition,ALD）结合水热反应的方法制备了KTO/石墨烯复合材料（ALD KTO）。通过ALD技术在石墨烯表面预先沉积了高分散的Ti O2纳米片作为钛源,有效降低了后续水热反应过程中KTO的局部形核密度,得到了高长径比的KTO纳米带。KTO层间结晶水有利于钾离子的插入和传输,石墨烯极大的提高了KTO的电子电导率,同时增加了表面电容贡献和比容量,其复合交织的结构也有利于钾离子的浸润和扩散。因此,ALD KTO表现出优异的储钾电化学性能。在2 A g-1下,其放电比容量达到72.8 m Ah g-1,较原始KTO提高了10倍,KTO固溶储钾机制赋予其优异的循环稳定性。与活性炭（Activated Carbon,AC）正极组装了PICs,其最高能量密度为119.3 Wh kg-1,最大功率密度为4.7 k W kg-1,4000次循环后70%的容量保持率,展现出优异的综合性能。（2）利用水热法制备了KTO/三维多级孔碳复合材料（KTO@C）,大比表面积的多级孔碳基体为KTO的形核长大提供了亲和位点,形成了高长径比的KTO纳米带穿插在多级孔碳之间的结构,一方面碳材料提高了KTO的电子电导率,进而提高了其倍率性能;另一方面三维多级结构的碳与KTO复合为钾离子的插入和扩散提供了多维通道,同时也提供了体相扩散和表面快速吸附储钾容量。其中碳含量为37%的KTO@C样品表现出最优化的储钾电化学性能。以KTO@C为负极材料,AC为正极材料,碳纤维为柔性基体,结合凝胶电解质,成功制备了准固态柔性纤维状PICs,最大工作电压达到3.5 V,体积能量密度达到1.9 m Wh cm-3,最大体积功率密度为33.2 m W cm-3,并展现出优异的机械稳定性和集成性。