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随着科技进步和社会发展,人类对于能源的需求越来越大,加剧了能源短缺危机,伴随而来的环境污染问题也日益严峻。作为新型电能存储设备的超级电容器,正切合了能源方面的需求,受到了广泛关注。超级电容器的性能主要取决于电极材料及电解液,因此电极材料的制备以及电解液的选取是至关重要的。生物质炭具有比表面积大,孔结构丰富的优点,特别是由木棉纤维原料制备的生物质炭具备独特的管状结构和2D片层结构,是很有潜力的电极材料之一。针对木棉纤维基生物质炭电极材料,选择合适的电解液,特别是氧化还原型电解液,对于进一步提高电化学性能有重大意义。本论文以木棉纤维作前驱体,制备生物质炭,对生物质炭制备条件进行优化,并对电解液进行改进,以提高木棉纤维基生物质炭的电化学性能。主要研究内容如下:（1）采用一步热解法,调节木棉纤维基生物质炭的热解温度,制备得到不同热解温度下的生物质炭,并作为超级电容器电极材料。结果表明,当热解温度为750℃时,制备出的生物质炭CKF-750具有大量微孔和介孔,比表面积达1125.7m2/g。在1 A/g的电流密度下,其比电容为283F/g。而且经过10000次的循环充放电,比电容几乎不下降。（2）以氢氧化钾作为活化剂,采用两步法,制备出2D木棉纤维基生物质炭纳米片。调整碱炭比,研究活化剂含量对生物质炭纳米片结构和性能的影响。结果表明,氢氧化钾能够破坏木棉纤维层状结构,产生较薄的纳米片层。当碱炭比为5:1时,制备的2D木棉纤维基生物质炭纳米片ACKF-5具有超高的比表面积（3359.2 m2/g）和巨大的孔体积（2.1415 m3/g）。在1 A/g的电流密度下,ACKF-5的比电容高达405F/g。同时表现出非常优异的倍率性能和循环稳定性。（3）以铁氰化钾和亚铁氰化钾为氧化还原添加剂,配制新型的氧化还原电解液,通过调整氧化还原添加剂的配比,研究其对ACKF-5电化学性能的影响。当铁氰化钾与亚铁氰化钾比例为2:1时,在10 A/g的电流密度下,ACKF-5在该电解液中的比电容可高达3380F/g。即使将电流密度升至30A/g,比电容依然可以达到1170F/g。以ACKF-5制备对称的超级电容器设备,新型的氧化还原电解液作介质,体系的能量密度最高达264.1 Wh/kg。