随着全球经济和人口的快速增长,化石燃料的消耗与环境污染已经变成迫在眉睫的问题,可再生能源的利用和新型储能装置与器件的开发变得尤为重要。电极材料对储能器件的能量存储起着关键的作用,层次孔碳材料由于其稳定的物理、化学性质和高的导电率而被广泛应用于电极材料。本文针对层次孔碳材料在制备过程和材料结构中的缺点,通过掺杂纳米粒子、引入新颖、绿色的活化剂、调节活化过程中的温度等手段制备层次孔碳材料实现在超级电容器和锂离子电池中的高效电化学能量存储。本文的研究内容包括以下六个方面:（1）以氮掺杂碳点（N-CDs）作为石墨烯的一种纳米增强剂通过水热反应制备三维结构石墨烯（3DG）和N-CDs的复合物（N-CDs/3DG）来全面提升石墨烯基的电化学性能。将N-CDs锚定在石墨烯片上能够缓解石墨烯和N-CDs两者的团聚,同时提升石墨烯材料的有效比表面。制备的N-CDs/3DG展现高的比电容(338 F g-1)、优异的循环稳定性（充放电20 000圈保持94%）和良好的倍率性能。（2）以花生油渣作为前驱体,通过简单、廉价的方法制备三维交联的微孔碳纳米片（CMCNs）。制备的CMCNs展现超高的微孔率、高的比表面积、和良好的导电率,表现出高的能量存储和出色的倍率性能。在三电极系统且125μm厚的电极材料条件下,CMCNs呈现超高的面积/体积/质量性能,分别为4102 m F cm-2/328 F cm-3/328 F g-1。构建的对称超级电容器在水系电解质中表现高的能量密度和超长的循环稳定性,使得在电化学能量存储有潜在的应用。（3）以花生油渣为前驱体,通过简单的温度调节来改变层次孔碳材料的微观结构并应用于多种能量存储。在低温制备的高度无序的碳材料展现出超高的比表面积、高度无序的结构,在氢气吸附和超级电容器中表现出优异的性能。组装的对称超级电容器保持超高的循环稳定性能,在1.0 M Na2SO4电解液中的高功率密度为4240 W kg-1时,能量密度为19.9 Wh kg-1。类石墨烯碳材料在高温条件下制备并应用于锂离子电池,展现良好的可逆容量和优异的循环稳定性。（4）以可食用油渣为碳源,开发一种通用且高效的无KOH活化策略来制备分级多孔、高比表面积、高氮含量的碳纳米片。皂化反应通过选择性刻蚀油渣的组成结构而提升水热碳化样品的无序度,为活化剂的活化提供更多的活性位点。制备的氮掺杂碳纳米片在超级电容器上展现超高的倍率性能(83%,从0.5到50 A g-1)和优异的循环稳定性。组装的对称超级电容器在1.0 M Li PF6中的能量密度可以达到55.5 Wh kg-1,对应的功率密度为369 W kg-1。（5）以非管状花生油渣作为前驱体,成功制备出氮掺杂碳微管。制备的氮掺杂碳微管展现高的石墨化程度、高的氮含量、高的比表面积和宽的孔径分布,有利于提升其在锂离子电池中的倍率性能和容量。制备的氮掺杂碳微管在15 mg cm-2的高负载量和1.5 m A cm-2的电流密度时,能够得到超高的6.27 m Ah cm-2的高面积容量。（6）以木薯粉作为碳源,提出一种简单、有效的Ca Cl2辅助活化制备分级多孔碳微球。这种新颖、绿色的活化方法能够很好保持前驱体的形貌并增加碳微球的碳含量。制备的碳微球展现高的比表面积、宽的孔径分布、高的碳含量和高的石墨化程度。作为超级电容器的电极材料,制备的碳微球展现高的比电容、良好的倍率性能、优异的循环稳定性（20 000圈保持98%）和高的面积比电容(17.1μF cm-2)。