分级孔炭（HPC）是一种具有微、介、大孔相互交联的炭材料,是一种极具潜力的超级电容器和锂离子电池电极材料。HPC的传统制备方法有外加模板法或化学活化法,但往往存在步骤复杂、设备腐蚀、污染严重等问题。针对以上问题,本文提出以生物质自身含有的无机物为模板,辅以中性盐或生物前驱体自身分解得到的产物为活化剂制备HPC,并研究其作为超级电容器和锂离子电池电极材料的电化学性能。主要结果如下:1、采用废弃虾壳直接做碳源和氮源,以虾壳中含有CaCO₃作为大孔与介孔的模板,辅以中性ZnCl₂微孔活化剂,通过改变虾壳与ZnCl₂的质量比、模板去除顺序及煅烧温度等调控氮掺杂炭材料的微观结构。结果表明,所得炭材料为具有微、介、大孔分级孔结构的含氮HPC,比表面积范围为628¹170 m² g^-1,氮含量为6.3⁸.1 wt.%。其中虾壳与ZnCl₂以1:1质量比混合经700 ^oC煅烧1 h制备的HPC具有最大比表面积(1170 m² g^-1)和适宜的氮含量（7.2 wt.%）,在6 M KOH电解液三电极体系中展现了优异的倍率性能和循环性能,在0.1 A g^-1电流密度下比电容值为318 F g^-1,在1.0 A g^-1循环10000次比电容值仍可达261F g^-1,并保持95.6%的电容性能,其能量密度和功率密度分别为6 Wh kg^-1和995W kg^-1。HPC电极较高的电化学性能可归因于发达的分级孔结构形成的双电层电容及杂原子掺杂形成的赝电容的协同作用。2、采用炼焦过程产生的副产物软沥青为炭前驱体,具有2D片层CaCO₃的废弃牡蛎壳兼做模板和自活化剂,利用软沥青良好的热塑性、较高的碳产率、较低的灰分等特点,在牡蛎壳层间限域空间内实现软沥青的渗透、包覆及炭化制备2D片层炭材料,同时CaCO₃分解得到的CaO作为活化剂活化造孔,可成功制备片层HPC。通过改变软沥青和牡蛎壳的质量比及煅烧时间,调控所得HPC比表面积范围为612¹258 m² g^-1,孔径分布在0.7⁹.5 nm。所得HPC作为锂离子电池电极材料展现了较好的可逆性能和循环稳定性,其中比表面积为920 m² g^-1、孔结构在0.7⁶.5 nm的HPC展现出最优的性能,其在0.1 A g^-1电流密度下,可逆比电容值为1251 mA h g^-1,在1.0 A g^-1循环450次电容保持率达94%。上述结果表明2D片层HPC有效限制了LIB在充放电过程中的体积膨胀,其相互交联的孔结构有利于储锂电容的提高。