大量使用化石燃料而引起的能源缺乏和环境污染等问题日益严重,促使人们对环境友好和低成本储能技术产生了极大关注。近年来,超级电容器因其出色的循环耐久性、高的功率密度、对环境友好的优势,在便携和穿戴设备、备用电源及电动交通工具等领域得到了广泛应用。但是超级电容器有限的能量密度这一劣势成为其在各个领域中能得到进一步运用的一大障碍。因此,设计高电容容量的电极材料,寻找具有宽的电势窗口的电解质越发重要。在各式各样的超级电容器电极材料中,利用生物质为前驱体制备的碳材料因其经济成本低、环境友好可持续和良好的电化学性能吸引了众多研究者的关注。与水系和有机系电解质相比,离子液体电解质能够提供较宽的电压窗口（2.5～4 V）,同时具有蒸汽压低、不易燃和更高的热稳定性等优点,在制作高性能超级电容器方面显示出巨大的应用潜力。基于此,使用三种来源丰富,较易活化的生物质为前驱体,采用简单的合成方法得到了一系列具有高表面积和多孔碳材料,并以离子液体作为电解质组装成超级电容器,研究这些电极材料的电化学性能和储能机理,具体研究内容包括以下几个方面:1、以金银花（HC）为原材料,采用一步碳化加活化的方法成功制备了具有高比表面(2589 m~2 g-1)、分级多孔的三维互联蜂窝状多孔碳材料（HC-x）并将其制成电极应用于对称型离子液体基超级电容器。通过对材料微观结构形貌的表征,在3.8V的电压窗口下,较为系统地测定了金银花衍生碳材料相应器件的电容性能。结果表明:1 A g-1电流密度下所制备碳材料的比电容为186 F g-1;相应器件在功率密度为954 W kg-1时可提供93 Wh kg-1的能量密度,且经历7500次充放电循环测试后电容保持率为83%,得益于金银花衍生碳材料三维互联的框架结构及适宜的孔径分布特性,对应器件显示出良好的库伦效率和倍率性能。2、收集胖大海废弃物,经冷冻干燥处理后将其与KOH、尿素溶液充分混合并通过水热处理进行预碳化,在此基础上对上述混合物进行二次碳化制备3D交联多孔的氮掺杂分级多孔碳材料（PDH）。同时对所得碳材料的微观形态、晶相结构、元素组成、比表面及孔分布进行表征。经氮掺杂的PDH具有较好的电导率,较大的比表面和丰富的多级微孔提升了电解质离子对不同孔径的利用率,使其在Emim BF4电解质中表现出增强的电容性能(201 F g-1)。3 A g-1电流密度下器件经过8000次充放电测试过后仍然有79%电容保持率,在962 W kg-1的功率密度下可提供能量密度为101 Wh kg-1的。3、以细丝状香蒲为碳材料前驱体,通过溶剂热方法在碱溶液中对其进行预碳化处理,将上述混合物烘干后直接在氩气气氛中焙烧获得香蒲衍生多孔碳材料（XP）。XP材料具有2214 m~2 g-1的比表面积。将该材料用作超级电容器电极材料进行电化学测试可得,在1 A g-1的电流密度下,XP材料的比电容为167 F g-1;在5 A g-1的电流密度下,经过9000次充放电测试后,电容保持率为81%;基于XP的对称型超级电容器在功率密度为967 W kg-1,能量密度可达84 Wh kg-1。