电极材料是影响超级电容器性能的关键因素之一。本实验室在以工业原料为主的碳气凝胶电极材料研究的基础上,开展了生物质碳气凝胶电极材料的研究。其中,生物质竹炭材料因具有成本低廉、比表面积大、导电率高以及物理化学性能稳定等优点,是一种理想的超级电容器电极材料。本论文以竹炭（BC）为研究对象,系统地从几种常见的竹原材料中制备、筛选出电化学性能优异的竹炭种类;并从竹炭的活化工艺入手,通过物理-化学联合活化的方法改善竹炭的电化学性能;此外,将竹炭进一步与过渡金属氧化物进行复合,利用材料间的优势互补效应,制备了性能优异的复合电极材料。本论文的主要研究结果如下:（1）论文以自然界中广泛存在的斑竹、慈竹、白家竹、水竹、楠竹五种竹为原材料,在氮气保护下,通过程序升温炭化以及后续的纯化处理,研究出电化学性能优异的竹炭种类,即本研究的竹炭材料—水竹炭。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和N2吸脱附（BET）仪器研究了材料的形貌和微观结构,并对其电化学性能进行了测试分析。研究结果表明,以水竹为原料制备的水竹炭材料的结构更有利于离子传输,其电化学性能最好。在电流密度为0.1 Ag^-1的条件下,循环充放电10,000次,其首次充放电比电容为76.3 F g^-1,最后一次充放电比电容为71 F g^-1,比电容保持率为93.1%。（2）将水竹炭分别进行物理（CO₂）活化、化学（KOH）活化以及物理-化学（CO₂+KOH）联合活化,分别制备出三种活性炭材料（分别命名为CBC、KBC、CKBC）,进一步提高了水竹炭的电化学性能。研究结果表明,本论文采用的物理-化学联合活化方法对水竹炭材料的电化学性能影响显著。与其他两种活化方法相比,水竹炭材料在物理-化学联合活化后,其比表面积达到1920 m² g^-1,总孔体积为3.1 m³ g^-1。在电流密度为0.1 Ag^-1的条件下,循环充放电10,000次,其首次充放电比电容为108.2 F g^-1,最后一次充放电比电容为84.5 F g^-1,比电容保持率为78.1%。（3）此外,开展了竹炭材料γ射线辐照掺杂的方法研究,制备了 WO₃·2H₂0和竹炭的复合材料（WO₃·2H₂O/BC）。利用XRD、SEM、透射电镜（TEM）以及X射线光电子能谱（XPS）仪器分析了材料的形貌和微观结构,通过循环伏安法（CV）,恒流充放电（GCD）和交流阻抗（EIS）测试研究了该材料的电化学性能。电化学测试结果表明WO₃·2H₂O/BC复合材料具有高的比电容(在0.5 A g^-1的电流密度条件下,比电容达到391 F g^-1)和良好的循环稳定性（在10,000次循环充放电后,比电容保持率为82%）。这源于竹炭本身的高导电性促进了电子的快速传输,同时竹炭多孔的内部结构提供了较短的离子扩散路径,进而有利于过渡金属氧化物WO₃·2H₂0材料赝电容的充分发挥,二者的协同互补作用使得复合材料的电化学性能优异。（4）为了进一步提升复合材料的性能,在γ射线辐照法制备材料的基础上,研究了一种新颖的无定型MnO₂/BC复合材料。通过XRD,SEM,TEM和XPS研究了其形貌和微观结构,采用CV,GCD和EIS测试了电化学性能。测试结果表明,MnO₂/BC复合材料具有良好的电化学性能。在电流密度为0.5 A g^-1时,比电容达到499Fg^-1。在电流密度为1 A g^-1的条件下,10,000次循环充放电后,其比电容仍然保持在78%。此外,在功率密度50 kW kg^-1时,MnO₂/BC复合材料的能量密度高达23 Wh kg^-1。这种将竹炭的双电层性能和MnO₂的赝电容性能相结合的方法,充分利用了竹炭结构中较短的离子扩散通道--提供了快速的离子传输性能,从而极大提升了复合材料的超级电容器应用性能。