近年来，联合时频分析再次成为研究热点。超级电容器功率密度高和寿命长，但为了优化平衡功率密度和能量密度，需考虑两个关键因素：（1）多孔基质的比表面积；（2）孔内空间电解质可抵达性。本文采用联合时频分析方法，研究孔内电荷穿透深度及电流空间分布。具体开展了如下工作：（i）在复正弦电流激励下，推导单孔的时域响应和频域响应解析解，由此定义了描述电荷扩散行为的时频特征。（ii）采用联合时频方法，分析了内部参数和外部参数对孔内电荷穿透率的影响，揭示了孔内电荷有限扩散和无限扩散之间的演变规律。（iii）基于穿透率临界值，定义了孔内部参数的临界值，由此判断孔内电荷半无限扩散和有限扩散。本文提出联合时频分析方法，实现了多孔电极中复杂物理化学过程的信息融合，联合时频分析最终殊途同归，并提高诊断可靠性。

水系超级电容器具有快速充放电特性，已经成为一种重要的电化学储能器件。然而，它们的应用受到了较窄电压窗口的制约。尽管近年来盐包水（WIS）电解质的设计已显著克服了这一应用缺陷，但工作电压窗口高达2.5 V的WIS体系仍然非常稀缺。为了丰富超级电容器所用高压水系电解质的类型，本文基于三氟甲烷磺酸四甲基铵盐（TMAOTf）的电化学惰性，报道了一种由TMAOTf、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂（LiTFSI）、水（H₂O）和乙腈（ACN）组成的TMAOTf基杂化电解质，鉴于ACN对自由水的配位效应、Li⁺的溶剂化效应以及TFSI^-的化学惰性，TMAOTf基杂化电解质展现出优良的非燃特性，且其电化学稳定窗口（3.35 V）远比目前所报道经典WIS电解质的要宽。进一步将这种杂化电解质与商业活性炭电极（YP-50F）所匹配，所构筑的水系超级电容器能够输出宽的工作电压窗口（2.5 V）、高的倍率性能（10A·g^-1下的容量保持率为80%）、长的循环寿命（45,000次循环）和优异的低温性能（-20 ^oC下循环2000次的容量保留率为99.99%），克服了水系超级电容器电压窗口与循环寿命的冲突。因此，这种TMAOTf基复合水系电解质的设计不仅丰富了具有长循环寿命和高工作电压窗口水系超级电容器的类型，也证明了电解质杂化策略对构筑高性能储能器件的有效性，为碳中和目标的实现蓄势赋能。

为获得更高性能的电化学储能材料，兼具独特结构与优异特性的金属氧化物/氧化石墨烯复合材料体系受到广泛关注。本研究通过调控氧化石墨烯的引入量，构建金属有机框架与氧化石墨烯的复合结构，并基于一步煅烧法成功制备了氮掺杂碳骨架支撑金属氧化物与氧化石墨烯的复合体系。电化学性能测试结果表明，当氧化石墨烯引入量为7 wt%时，复合材料的比电容可达642 F·g^-1（1 A·g^-1），5000次循环后容量保持率达93%，其优异的储锂性能源于氧化石墨烯对金属氧化物纳米颗粒的导电网络优化与结构稳定作用。该研究为高稳定性金属氧化物/碳基复合电极材料的理性设计提供了新思路。

在先进工业化与城市化的加速发展的背景下，环境恶化的速度不断加快，不可再生能源资源也日益枯竭。因此，开发潜在的清洁能源存储技术显得尤为迫切。电化学储能技术目前已广泛应用于多个领域，其中超级电容器和可充电电池作为关键组成部分，发挥着重要作用。这些技术不仅是存储可再生能源的核心要素，还对推动可持续发展具有重要意义。近年来，二维材料MXene凭借其卓越的电学性能、较大的比表面积以及可调控特性，在能源领域及其他多个应用场景中展现出巨大的发展潜力。基于MXene的层状结构，研究人员通过对费米能级处的表面终端进行调整，成功实现了储能与能量转换的双重功能。值得关注的是，与其他二维材料相比，MXene在表面拥有更多的活性位点，这使其表现出优异的催化性能。反观其他二维材料，其催化活性仅体现在边缘位点。本文全面且系统地概述了基于MXene的聚合物材料的合成工艺、结构特征、改性手段，以及它们在电化学储能领域的具体应用。此外，文章还简要探讨了MXene聚合物材料在电磁屏蔽技术和传感器领域的潜在应用价值，并对未来的研究方向进行了展望，以期为相关领域的进一步发展提供参考。