由于具有充电速率快、输出功率高、循环稳定性好等优势,超级电容器在动力源、能量回收装置、备用电源等方面得到了快速发展和应用。然而,低能量密度成为高功率超级电容器的明显短板,具有高能量密度的超级电容器成为本领域未来发展的主要目标。电极材料是实现超级电容器高能量密度的关键组件,因此开发具有高能量密度的电极材料能够有效解决超级电容器所面临的能量密度问题。根据公式E=1/2CsΔV~2得,为了得到更高的能量密度,理论上可从增大比电容和电压窗口两方面展开。在此理论基础上,本论文制备了导电性能较好、可逆性高的生物质多孔碳负极材料和理论比容量较高的镍钴基过渡金属磷化物正极材料。最后组装为具有高电压窗口、高能量密度的混合型超级电容器。具体内容如下:（1）以板栗为碳源,采用“预碳化-化学活化-高温碳化”工艺制备含氧多孔碳负极材料。当高温碳化温度为800℃,KOH含量为4﹕1时,得到具有较高含氧量（22.4%）和比表面积(2645.68 m~2·g-1)的多孔碳材料。氧原子的掺入可改善材料的表面特性,含氧官能团产生额外赝电容,进一步提升材料的电化学性能。结果表明,三电极体系下,在0.5 A·g-1的电流密度时具有高达373.1 F·g-1的高比电容和出色的倍率性能,且在经过10000次循环后仅表现出0.3%的容量损失,具有超长的循环稳定性。此外,当组装为对称超级电容器时,在1.2 k W·kg-1的高功率密度下发挥出12.73 Wh·kg-1的高能量密度。（2）在获得多孔碳负极材料的基础上,通过“水热-高温碳化-磷化”工艺制备碳基磷化钴镍纳米片进一步提高超级电容器的能量密度。钴镍质量比1﹕9时,碳基磷化钴镍呈交错的纳米片结构,电化学性能较好,0.5 A·g-1时比容量为703F·g-1;（3）以生物质碳材料CPC-4为负极材料,CoNiP@C电极为正极,2M KOH溶液为电解质,组装CoNiP@C//CPC-4超级电容器;设置测试电压范围为0～1.5V,功率密度为375 W·kg-1时,SC可提供28.96 Wh·kg-1的能量密度;功率密度提高到1.5 k W·kg-1时,能量密度仍达到20.5 Wh·kg-1。