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在新型电化学储能体系中,锂离子电容器作为锂离子电池及双电层超级电容器“内部混合”新型储能器件,具有高能量密度、高功率密度、工作电压范围宽、安全系数高等优点。与此同时,以单质硫为正极、锂为负极的锂硫电池（Lithium Sulfur Battery,LSB）具有高理论比能量、单质硫价格低廉、丰度高等明显优势。近些年这两种新型储能器件均得到大力研究与发展,以满足人们对便携式电子设备、绿色新能源汽车、智能电网等领域的需求。目前锂离子电容器面临的主要问题是正负极容量以及动力学速率不匹配,这严重影响了锂离子电容器的倍率性能及循环性能。以碳材料作为负极,活性炭作为正极的LIC来解决上述问题的研究最为广泛。LSB因单质硫导电性差、多硫化物的穿梭效应等问题,使得锂硫电池极化和自放电现象严重、倍率及循环性能差。目前主要通过设计硫宿主碳材料,利用碳材料、聚合物、无机物修饰隔膜两种方式来解决上述问题,其中N元素掺杂碳材料研究较为广泛,而关于本征石墨烯作为硫宿主材料以及S掺杂石墨烯修饰隔膜协同解决上述锂硫问题的研究报道较少。为解决上述问题,本论文以设计高比表面积、丰富孔道结构、具有大量缺陷活性位点和优异导电性的多孔石墨烯为出发点,用NH3、Mg SO4为N源和S源,采用化学气相沉积法制备出具有丰富缺陷位的氮掺杂（N-doped Mesoporous Graphene,NMG）、硫掺杂（S-doped Mesoporous Graphene,SMG）介孔石墨烯,分别应用于锂离子电容器和锂硫电池中。（1）在LIC中,将NMG作为LIC的正极和负极（NMG//NMG LIC）,NMG丰富的孔道结构、高比表面积和N元素掺入碳晶格引起的缺陷活性位点可提高LIC电化学性能,改善LIC正负极容量不匹配问题,测其NMG//NMG LIC最大能量和功率密度可达128 Wh kg-1和10000 W kg-1,在3 A g-1下循环测试4000次后,容量保持率可以达到98.3%,这说明有规则的介孔结构与N掺杂相结合,有助于电解质离子的快速扩散和电荷的快速转移,使得锂离子电容器具有优异的倍率性能、高电容性以及长循环能力,其循环能力明显优于先前报道的基于AC基和高倍率多孔碳基LIC。（2）在LSB中,利用高比表面积、丰富孔道结构的本征介孔石墨烯（Mesoporous Graphene,MG）作为硫宿主材料来有效缓解硫体积膨胀效应,由于MG是非极性的,对多硫化物只有物理吸附作用,仍存在倍率性能差,循环性能不佳等问题。通过采用隔膜功能化修饰技术,以SMG作为隔膜修饰物,同时利用SMG低质量密度、高比表面积、丰富的介-微孔结构和亲硫极性等优点,为多硫化物提供充足的物理-化学吸附位点并降低界面接触电阻,从而抑制穿梭效应,提高了LSB的电化学性能。以MG为硫宿主材料,SMG为隔膜修饰物组装的LSB,1C条件下初始放电比容量可达到955.64 m Ah g-1,充放电循环300圈后每圈衰减率为0.109%,这表明宿主材料MG与隔膜功能化的SMG起到很好的协同作用,有效地抑制了多硫化物穿梭效应,从而提升了锂硫电池倍率和循环性能。