锂离子电池技术在现阶段竞争激烈的能源储能市场中仍占据主导地位,但建立起可以实现高功率密度、长循环寿命和低成本的新型储能体系是能源系统下一步发展的关键。而钾离子电池凭借钾元素与锂元素性质相似且储量丰富被认为是非常具有潜力的新型储能器件。同时,水体系电池因其价格低廉、安全高效、环境友好以及优异的电导率也引起了人的关注。因此,水体系钾离子电池有望成为储能技术新的发展方向。在现阶段,钾离子电池正极材料普遍存在循环性能不佳的问题,而负极材料的研究多集中于有机电解液体系,对材料在水系电解液中的研究亟待发展。综合上述原因,本文在正极材料方面选取了常用的普鲁士蓝类材料进行优化,在负极材料方面选取了KTi₂（PO₄）₃材料,结合超浓水系电解液,实现了KTi₂（PO₄）₃在水系电解液中工作。通过研究得出结论:（1）通过控制酸性环境,可以得到不同尺寸大小和结晶度的普鲁士蓝类似物样品。其中高结晶度且颗粒尺寸为50 nm的K_1.93Fe[Fe（CN）₆]_0.97·1.82H₂O样品表现出最高的比容量和最优异的倍率性能和循环性能。该极片在1 M KNO₃水溶液中,在75 mA g^-1、300 mA g^-1和9000 mA g^-1的电流密度下分别表现出142 mAh g^-1、130 mAh g^-1、40 mAh g^-1的比容量,在1500 mA g^-1的电流密度下循环300圈仍有88%的容量保持率。当该材料与活性炭（AC）组成超级电容器时也表现出了良好的电化学性能。在0.1 A g^-1的电流密度下显示出60 F g^-1的比容量（基于正负极质量之和）,且在0.5 A g^-1电流密度下循环1000圈后有93%的容量保持率和100%的充放电效率。（2）通过水热法合成出了类立方体形貌的KTi₂（PO₄）₃材料,并通过包碳得到KTi₂（PO₄）₃/C复合材料。通过TGA测试可知包碳量为4.4 wt%。该复合材料由于储钾时电位较负,在常规水系电解液中无法正常工作。因此选用了30 M CH₃COOK水溶液作为电解液,其2.65 V的宽电压窗口使得KTi₂（PO₄）₃/C可在其中正常工作,并在-0.8 V和-1.4 V处出现一对氧化还原峰。在128 mA g^-1的电流密度下,表现出了51 mAh g^-1的比容量且循环100圈后仍有20 mAh g^-1的比容量。由此实现了KTi₂（PO₄）₃/C在水系电解液中工作。最后将KTi₂（PO₄）₃/C与AC组成了KTi₂（PO₄）₃/C//AC超级电容器,在64mA g^-1的电流密度下表现出60 F g^-1的比容量且循环150圈后基本无衰减。