超级电容器作为一种新型储能器件,由于其高比容量,高功率密度,充放电快,寿命长且对环境无污染等特点,在电动汽车,便携式电子产品等领域有着非常广泛的应用。电极材料作为超级电容器的核心组成部分,近年来成为研究人员的热点。具有高比表面积和丰富孔径结构的生物质活性炭材料在制作上采用的原材料广泛,可再生,并且制作工艺简单。本文以生活废弃物冬笋壳作为生物质碳前驱体,通过在不同活化剂下进行活化,探究了不同活化剂下制备的活性炭对超级电容器电化学性能的影响;并基于此结果进一步探究了引入杂质原子硫对超级电容器电化学性能的影响,主要研究内容如下:1.以生物废弃物笋壳为碳、氮、氧源,氢氧化钾、氯化锌为活化剂,通过一步炭化活化制备出氮氧共掺杂分层多孔生物质活性炭。结果表明,不同活化剂处理后所得到的多孔活性炭,具有不同程度的原子掺杂和孔径分布结构。基于KOH活化制备的杂原子掺杂的多孔活性炭在超级电容器中展现出了相对优异的电化学性能。该对称超级电容器在1 M H₂SO₄电解质中电流密度为1 A/g,其质量和体积电容分别为223.21 F/g和167.63 F/cm³。该超级电容器在1 M Na₂SO₄电解质中以546.60 W/kg的功率密度提供13.15 Wh/kg的高能量密度,在5 A/g下4000次循环后电容保持率为93.62%。2.以生物废弃物笋壳为碳、氮、氧源,经过球磨机处理后,变成粉末的生物质颗粒。以EDOT为硫源,利用原位生长的方法,在粉末状的生物质颗粒表面生长PEDOT。将所得到的混合物经过一步炭化活化得到S掺杂的生物质活性炭。此方法克服了生物质自身无S掺杂的缺点,并引入大量的掺杂原子。实验结果表明,与纯生物质活性炭相比,S原子的引入使得到的材料在超级电容器的电化学性能方面有着一定的提升。在1 M H₂SO₄电解质中,基于掺杂材料的对称超级电容器在电流密度为0.5 A/g时具有的质量比电容为302.5 F/g。该电极材料在1 M EMIMPF₆电解质中,功率密度为468.75 W/kg时能量密度高达30.60 Wh/kg,以及在5 A/g下3000次循环后的高电容保持率为82%。最后,通过点亮发光二极管验证了制备的材料在实际应用中的可行性。