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超级电容器具有高功率密度和良好的循环稳定性，是一种优异的能量存储设备。电极与隔膜材料是超级电容器的主要组成部件，然而这两部分材料通常是由不可再生资源为原料制备的。细菌纤维素是一种可以大量生产的生物质材料，而且具有独特的天然三维网状结构、价格低廉和环境友好等诸多优点，因此在超级电容器中的应用潜力巨大。然而目前利用细菌纤维素制备的电容器电极材料比容量远低于商业活性炭。本文提出了氢氧化钾活化法制备了高比容量的活化热裂解细菌纤维素电极材料，并与细菌纤维素凝胶电解质成功组装了全生物质超级电容器。热裂解细菌纤维素通过自组装与快速热还原的方式与石墨烯复合，形成三明治结构，进一步提升了材料的比电容，并以此三明治结构组装高能量密度的锂离子电容器，提高器件的能量密度。具体方式如下: 为了优化细菌纤维素孔结构，得到高比容量的电极材料，本文通过纯化、冷冻干燥、高温热裂解以及氢氧化钾活化等工艺处理，制备了活化热裂解细菌纤维素。系统考察了活化过程中碱碳比对所制备材料的结构及电化学性能的影响，结果表明活化热裂解细菌纤维素的比表面积和含氧官能团均随着碱含量的增加而增加，其中碱碳比为1∶1的活化热裂解细菌纤维素(APBC-1)样品电化学性能最好，在0.1A g-1的小电流密度下比电容为241.8 Fg-1，且倍率性能和循环稳定性良好。 为了减少对化石资源的依赖，最大可能保护环境，我们通过磷酸浸渍法将细菌纤维素制成凝胶电解质，并且与APBC-1电极材料组装成模拟全生物质超级电容器，考察了器件的电化学性能，结果表明器件阻抗值仅为7.4Ω，电流密度为0.1 mA cm-2时的比电容为289 mF cm-2，在10 mA cm-2时容量保持率为70％，与经过类似方法处理的聚乙烯醇凝胶电解质相比，提高了几十倍。而且全生物质电容器的倍率性能也优于PVA电容器。该工作为有效利用环境友好型生物质材料和发展储能设备用新型纳米材料开辟了新的道路。 为了提高细菌纤维素基电极材料的比容量，我们通过自组装与快速热还原制备了石墨烯增强的热裂解细菌纤维素三明治复合结构(PBC/Graphene)的薄膜，考察了样品的电化学性能，进行了样品结构与其电化学性能的相关性研究。结果表明具有自支撑结构的PBC/Graphene三明治结构薄膜有高比表面积、丰富的孔结构和连续的石墨烯骨架结构。电化学性能测试表明，该三明治复合结构薄膜材料的在0.1Ag-1比电容为393 F g-1，倍率性能比热裂解细菌纤维素样品也得到提升。 为了进一步提升器件的能量密度，以PBC/Graphene三明治结构的复合薄膜为负极，热裂解细菌纤维素为正极组装了模拟锂离子电容器，考察了所制器件的电化学性能。所得的锂离子电容器在低电流密度下能量密度可达380 Whkg-1，而且在高功率密度(2 kWkg-1)下，其能量密度也可达到100 Wh kg-1以上。与文献报道中的锂离子电容器相比，该锂离子电容器表现出更高的能量密度和功率密度。