超级电容器（SCs）作为一种新型的储能器件,具有大功率、长寿命和高安全等优点,被广泛应用于交通运输、仪器仪表和光电储能等各个领域。随着科技的进步,人们对储能器件的能量密度提出了更高的要求,但超级电容器较低的能量密度(≤5 Wh kg-1)严重限制了它的进一步应用。因此为了提高超级电容器的能量密度,当前的研究重点主要集中在高比容量的电极材料、高压电解液以及器件结构的优化等方面。活性炭电极材料的孔道结构与电解质离子的大小、表面性质以及电解液的分解电压之间的关系是影响超级电容器的比容量和比能量的关键因素,而超级电容器双电极结构的匹配关系是决定其比容量和比能量的另一个关键因素。本文采用酸热活化法制备出棉花基高比表面积的分级多孔活性炭,与离子液体电解液相匹配组装的对称型超级电容器,获得了高的能量密度。采用化学聚合-高温碱活化法制备的苯胺-吡咯共聚物基空心球型分级多孔活性炭,分别作为非对称型锌离子混合电容器（Zn-BSH）和锂离子混合电容器（Li-BSH）的正极材料,实现了比容量和比能量的进一步提升。研究结果如下:（1）高能量密度离子液体超级电容器用棉花基分级多孔活性炭提出了一种制备高比表面积、分级多孔活性炭材料的新方法,可显著提高离子液体超级电容器的比能量。以棉花为前驱体,通过酸热活化法制备的活性炭材料具有高的比表面积(1235.3 m~2g-1)、富含中孔的分级多孔结构以及N、O共掺杂提供的赝电容效应。以离子液体EMIMBF4为电解质,材料表现出优异的电化学性能。在0.5 A g-1电流密度下取得了162 F g-1的比容量和84.4 Wh kg-1的能量密度。（2）高比能量混合电容器用聚合物基分级多孔空心碳球提出了一种制备具有高比表面积的分级多孔活性炭的空心碳纳米球的方法,可应用于混合电容器以提升其能量密度。以苯胺-吡咯共轭聚合空心球为原材料,通过化学聚合-高温碱活化法制备出具有高比表面积(2428.7 m~2g-1)的以介孔为主（69.1%）的分级多孔空心碳纳米球。以分级多孔空心碳纳米球作为电极材料,研究其在三种电容器中的电化学性能和储能机理。首先,在对称型电容器中表现出127.3 F g-1的比容量,能量密度为66.9 Wh kg-1,循环10000圈后的容量保持在91.5%以上。其次,在锌离子混合电容器的2 M Zn SO4水系电解液中,0.1 A g-1电流密度下发挥出306.6 F g-1比容量,其能量密度为106.7 Wh kg-1(79.2 W kg-1),循环10000圈后的容量保持率在95.1%以上。最后,在锂离子混合电容器中,电流密度0.1 A g-1下发挥出188.8 F g-1的比容量,能量密度为116.6 Wh kg-1,循环3000圈后的容量保持率在92%以上。对分级多孔空心碳球在不同电容器中的电化学性能研究,为开发高性能的混合电容器正极材料提供了一种新的途径。