近年来随着储能产业的迅速开展,工业上渐趋成熟尤以有机电解液为主的超级电容产业也随之蓬勃发展。然而随着产业的进展,有机电解液所造成的问题以及害处也渐渐被人检视,其中尤以对环境生态的毒害最为人所知,因此近几年水系电解液再度被人广为研究,其中以如何拓宽其工作电压区间,来弥补替换有机电解液而导致的能量密度不足为主要研究。本论文共两个部分,分别阐述两种拓宽水系电解液电压区间的方法:组装非对称电容器以及在电解液中添加氧化还原添加剂。非对称电容器利用正负极材料分别在正负电位工作窗口,加以整合,以达到高于水的分解电压1.23 V的工作电压。本论文利用电镀二氧化锰作为正极活性物质,调整电镀时间可显着改变二氧化锰形貌,进而影响其电化学表现。本实验中,电镀时间为30 min时可使二氧化锰呈现立体蜂巢状结构,使得更多二氧化锰表面可得电解液浸润,参与法拉第反应,因而获得最佳电化学性能。将此正极材料和传统活性碳负极组装,可得到1.8 V的工作电压区间,并且可表现出最高43.84 Wh kg^-1的能量密度以及6.62 kW kg^-1的功率密度。氧化还原添加剂是利用其在产氧电位附近（或是产氢电位）,较该反应更快发生氧化还原反应,因而抑制产氧（或产氢）反应。本实验利用铁氰化钾/亚铁氰化钾作为氧化还原添加剂,并使用假酸浆作为活性碳前驱物。假酸浆为市面上美容院常见用品,耗量大、用完即丢,以此为原物料进行碳碱比1:2活化制得的活性碳产率高达23.14%且有高达2250 m² g^-1的高比表面积。利用该活性碳组装的对称电容,在传统的中性电解液下,仅表现7.98 Wh kg^-1的能量密度以及1 V之工作电压窗口。加入氧化还原添加剂后,由于工作电压窗口拓宽至1.6 V,因而能量密度可提升高至22.73 Wh kg^-1。