碳基超级电容器具有充放电速率快、功率密度高、循环寿命长和安全性能高等优点,因此其在能量转换与存储领域得到了重点关注。但与二次电池（如锂离子电池）相比,较低的能量密度严重阻碍了碳基超级电容器的进一步市场化。依据超级电容器的能量密度公式E=1/2C_s?V²(E(Wh kg^-1)、C_s(F g^-1)和?V（V）分别代表器件的能量密度、比容量和电压窗口)可知,通过两条途径可有效提升碳基超级电容器的能量密度:（1）提升碳电极材料的容量,（2）拓宽器件的工作电压窗口。有鉴于此,本论文以生物质衍生炭材料的孔性质和其超级电容器电化学性能之间的关系为关键核心问题。通过调控生物质衍生炭材料的孔性质与杂原子含量和合理优化具有宽电压窗口的电解液,有效提升了生物质衍生炭基超级电容器的能量密度,且详细探讨了其相关影响因素。具体内容如下:1.通过控制活化温度,制备了一系列孔性质与杂原子含量可控的麦麸质衍生炭（GC）材料。在不同电解液中,深入研究了孔性质和杂原子对GC电化学性能的影响。实验结果表明,在水系电解液中孔性质与杂原子对GC电化学性能的影响具有显著的协同效应;在离子液体中孔性质是决定其电化学性能的关键因素;此外,无论在水系电解液还是离子液体中,离子的筛分效应都会影响GC的电容性能。在6 M KOH水溶液中,电流密度为0.5 A g^-1时,拥有合理孔性质和杂原子含量的GC-700的比容量高达350 F g^-1;而在离子液体中,电流密度为0.25A g^-1时,GC-800(比表面积高达2724 m² g^-1)的比容量则达197 F g^-1。此外,在EMIMTFSI中,功率密度为374 W kg^-1时,GC超级电容器的能量密度高达47 Wh kg^-1。2.采用氢氧化钾活化策略制备了三种孔性质不同而杂原子含量相近的玫瑰花衍生炭（RPC）材料。在较宽的环境温度范围内,详细研究了基于不同浓度LiTFSI WIS（Water-in-salt）电解液的RPC基超级电容器的电化学性能。研究结果表明,这些超级电容器的工作电压窗口高达2.4 V,以20 m LiTFSI为电解液的RPC基超级电容器在60℃时的能量密度高达44 Wh kg^-1(功率密度为564 W kg^-1);即使当功率密度高达3.5 kW kg^-1（25℃）时,其能量密度也能保持在12 Wh kg^-1。更为重要的是,RPC基超级电容器的电化学性能与环境温度密切相关。在不同环境温度范围内,LiTFSI WIS电解液的浓度与RPC的孔性质对RPC基超级电容器的电化学性能有显著影响。例如,低浓度电解液适合于较低的环境温度,高浓度电解液适合于较高环境温度;微介孔共存是较理想的孔性质。