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超级电容器，是通过电解液离子在电极材料表面形成的双电层而存储能量，具有功率密度高、寿命长和循环稳定性好的优点。超级电容器的核心部件是电极材料，目前商业化应用最广泛且研究最早的电极材料是碳基材料。碳基材料具有来源广泛的优点，其中生物质材料因其环境友好且价格低廉而被作为碳基材料的前驱体。本论文从两个不同的角度围绕超级电容器电容值的提高进行了研究: 1、氮掺杂活性炭的制备及其在超级电容器方面的应用 针对碳基超级电容器比容量低的问题，我们采用富氮的生物质作为前驱体直接制备了氮掺杂的活性炭，该材料具有较高的比表面积2277 m2/g和孔隙率。作为超级电容器的电极材料，在1 A/g电流密度下单电极质量比电容可达333 F/g，两电极质量比电容可达313 F/g且具有良好的循环稳定性（10000个循环后电容值保留了原来的96％）。两电极体系能量密度最高可达11 Wh/kg。 2、层状多孔碳材料的制备及其在超级电容器方面的应用 针对石墨烯基超级电容器体积比电容值低的问题，选用片状纤维素作为前驱体，碳化活化后得到紧密堆积的层状多孔碳材料。该材料比表面积最高可达2044m2/g，孔体积达到0.99 cm3/g;低温活化得到的材料具有较高的体积密度1.14g/cm3。作为超级电容器的电极材料，1 A/g电流密度时单电极质量比电容可达353 F/g，体积比容量达到309 F/cm3。为了提高器件的能量密度和工作电压，采用BMIM BF4/AN做电解液，两电极质量比电容可达273 F/g，体积比电容可达197 F/cm3，质量能量密度可达120 Wh/kg和体积能量密度可达80 Wh/L;质量功率密度可达15000 W/kg和体积功率密度可达10950W/L。