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双电层超级电容器是一种介于电池和传统静电电容器之间的储能装置,具有充放电速度快、功率密度高、循环稳定性好、无污染等许多优异的性能,吸引了大量关注。双电层超级电容器一般是采用碳材料制备电极,依靠在电极材料界面上电子的吸附和脱离以实现对电荷的储存。其中,将多孔碳作为双电层超级电容器电极材料最为常见。酚醛树脂是生活中常见的一种传统高分子材料。由于具有较高的残碳率、低廉的价格和可控的孔结构,使其成为了制备多孔碳超级电容器电极材料的常用前驱体。然而,酚醛树脂基多孔碳超级电容器电极材料却有着导电性能较差和比表面积不够大的缺点。本文将利用三维石墨烯作为改性填料加入到酚醛树脂中制备机械性能增强的导电酚醛树脂基复合材料,并将该酚醛树脂复合材料作为前驱体制备导电性能增强的超级电容器电极材料。另外,通过不同工艺水热合成酚醛树脂,并将其碳化制备电化学性能优异的多孔碳超级电容器电极材料。通过酚醛树脂在石墨烯水凝胶中原位聚合制备出了三维石墨烯/酚醛树脂复合材料。该复合材料较好保留了三维石墨烯结构,实现了石墨烯片层在聚合物中的良好分散,并形成了三维导通网络增加导电性能。另外,三维石墨烯/酚醛树脂复合材料的抗压强度（441.11 MPa）比纯酚醛树脂的提升了14.24%。利用得到的三维石墨烯/酚醛树脂复合材料作为前驱体,通过高温碳化和KOH活化,制备出了电化学性能优异的超级电容器电极材料。三维石墨烯导电网络的引入,使得电极材料有更高的石墨化程度和导电性能。经电化学测试,该复合电极材料在0.1 A·g-1电流密度下的比电容可达215.3 F·g-1。在50 mV·s-1扫速下经过5000次循环后,比电容损失仅为3.4%,具有优异的循环稳定性。通过水热合成酚醛树脂制备多孔碳电极材料。在KOH水溶液中加入酚醛树脂单体混合液,经过水热合成得到酚醛树脂,通过高温碳化制备得到石榴状多孔碳电极材料。结果表明:该多孔碳电极材料具有典型的微孔结构,拥有超大的比表面积(可达2199.9 m2·g-1)。该多孔碳电极材料在电流密度0.1 A·g-1下比电容可达341.3 F·g-1,有很好的倍率性能(电流密度从0.1-5 A·g-1,电容保持率为71.0%)和极高的循环稳定性(在50 mV·s-1扫速下,经过5000次循环之后电容保持率高达96.1%)。将该电极材料组装成对称超级电容器,在功率密度为49.6 W·kg-1和1.8 kW·kg-1时,能量密度分别可以达到17.0 Wh·kg-1和8.5 Wh·kg-1。进一步的工作,以纳米金刚石（5 nm）为成核点,水热下使酚醛树脂非自发形核,细化酚醛树脂小球,并真空下高温碳化酚醛树脂小球制备得到细化的碳球。结果表明使用纳米金刚石作为成核点成功细化了制备得到的酚醛树脂小球,并通过对纳米金刚石和酚醛树脂用量的调节最终达到了对碳球尺寸的调控。电化学测试表明,细化的碳球电极材料在2 mV·s-1扫速下,比电容是未使用纳米金刚石细化的碳球电极材料比电容的2倍。