随着化石燃料的迅速减少和能源需求的增加,开发和利用可再生能源并研究新的储能装置已经迫在眉睫。超级电容器是采用电极与电解质之间形成的双电层界面来存储能量的新型电化学储能器件。它具有充电时间短、可靠的循环稳定性、良好的温度特性、节能环保等优点。为制备出性能优越的超级电容器,关键在于研发出适合不同电解液的电极材料。目前,应用于电容器的电极材料主要有碳系材料、金属化合物材料、导电聚合物材料等,而这些材料的资源一般为一些不可再生的材料,如:煤炭、石油及其衍生产品等,并不符合国家可持续发展的观点。生物质材料,尤其是一些生物质废弃物,由于其低廉的成本、可再生性、易获得性和环境友好性,可作为制备电极材料的优良资源。本文采用黑枸杞枝条为基本原料,然后利用不同的方法对其碳化活化,制备出了几种性能优异的超级电容器电极材料。同时,对制备的材料进行结构和形貌等系统的表征和电化学性能测试。主要取得的成果如下:（1）以黑枸杞枝条为原料,在相同的实验条件下,分别以KOH、NaOH、Na₂CO₃为活化剂,通过化学活化法制备活性炭。考察了活化剂碱性对制备材料比表面积及电容性能的影响,筛选出最适合黑枸杞枝条的活化剂为KOH。然后以KOH为活化剂,进行优化实验。通过比较不同条件和参数下制备材料的电化学性能,筛选出最佳工艺参数为:KOH与黑枸杞枝条碳化产物比为3:1,活化温度为900℃。在最佳工艺参数条件下,制备的碳材料具有高达2046.07 m² g^-1的比表面积,当电流密度为1 A g^-1时,比电容能达到355.7 F g^-1。此外,当电流密度为2 A g^-1时,经5000次充/放电循环后,制备电极材料的电容保持率可达到初始值的93.6%。（2）以自制的生物质碳和聚丙烯腈为碳源,掺杂ɑ-环糊精,采用静电纺丝技术制得纳米纤维布。碳化前,使用中温α-淀粉酶对环糊精进行水解,然后在800℃条件下高温碳化2 h制得多孔碳纳米纤维。在ɑ-环糊精掺杂最佳条件下,制备的多孔碳纳米纤维材料比电容为215.8 F g^-1(1 A g^-1)。当电流密度由1 A g^-1增加至10A g^-1时,电容保持率约为78.31%。为进一步提高电极材料的功率密度,在最佳酶扩孔的基础之上,探索了醋酸锌的添加量对制备材料电容性能的影响。研究结果表明,在少量醋酸锌加入后,材料的比表面积提高到340.75 m² g^-1,且同时具有微孔、介孔和大孔的孔隙结构。电容性能也提高到262.2 F g^-1,在电流密度为2 A g^-1下,经过5000次充放电循环后,电容保持率为95.19%,可作为优异的电极材料。（3）以自制的生物质碳和聚丙烯腈为碳源,以乙酰丙酮铁为铁源,采用简单的静电纺丝法制备了Fe₂O₃/CNFs复合电极材料。探索了乙酰丙酮铁的添加量及活化温度对材料性能的影响。结果表明,在最佳实验条件下,制备的Fe₂O₃/CNFs复合电极材料在三电极系统中表现出优异的电容性能。当电流密度为1 A g^-1时,比电容能达到653.8 F g^-1。当电流密度从1 A g^-1增大到10 A g^-1时,其电容保持率为73.57%。在电流密度为2 A g^-1下经1000次恒流充放电测试后,电容保持率为87.3%。将Fe₂O₃/CNFs复合材料组装成纽扣式对称超级电容器。结果表明,以该材料组装的对称超级电容器在水系电解液中,其电位窗口可达到1.2V。