目前,有限的化石燃料资源和全球变暖严重制约了工业生态和全球经济的绿色可持续发展。超级电容器因为出色的性能在近几年成为储能领域研究的热点。碳基材料由于资源丰富,导电性好,出色的化学稳定性,高的比表面积等性能在超级电容器电极材料应用上备受青睐。前人的研究结果表明,超级电容器优异的性能与电极材料的比表面积、表面结构、孔径分布等密切相关。而目前限制超级电容器大规模商业化生产的主要原因是能量密度低,可以从提高比容量和拓宽电压窗口进行改进。传统方法制备的多孔碳主要以微孔为主,不利于大尺寸电解液的快速传输,模板法被认为是一种有效制备具有高的比表面积和发达的介孔的方法。鉴于此,本论文的主要研究内容是:用模板法制备具有不同形貌、孔径分布的电极材料,并研究不同孔径分布、比表面积、微观形貌对电容器电容性能的影响,以及它们在不同电解液中的电化学性能。详细的研究内容和结果如下:（1）用MgO作模板剂制备的TC-1基超级电容器在1 M Li₂SO₄电解液中表现出了优异的电容性能。电压窗口可达1.6 V,在电流密度为1 A/g时容量是173 F/g,当电流密度增加到30 A/g时容量为105 F/g,容量保持率为60.3%。当功率密度为400 W/kg时能量密度为15 Wh/kg,当功率密度增加到1.2 kW/kg时其能量密度是8 Wh/kg。（2）EDTA和KOH室温下的固相反应生成的K₂CO₃作为模板剂,获得的分级多孔碳材料在1 M Li₂SO₄电解液中表现出了优异的性能,EDTA-3K在电流密度为0.5 A/g时容量可达226 F/g。其电压窗口可达1.6 V,在功率密度为200 W/Kg时能量密度为20.11 Wh/Kg,即使在功率密度为1.2 kW/Kg时能量密度仍能保持12 Wh/Kg,且在室温下的固相反应解决了通常遇到的活化剂和前驱体之间分散不均匀的问题,从而提高了活化剂的利用率,如本实验在KOH/前驱体的量为0.58时,制备的多孔碳材料EDTA-3K的比表面积可达3614 m²/g,这种优异的电容行为归根于所制备的电极材料超高的比表面积、孔的分级结构和独特的形貌。（3）Zn自生模板结合KOH活化制备多孔碳骨架的方法获得的PCF-1基超级电容器在1 M Li₂SO₄电解液中当电流密度为1 A/g时比容量高达223 F/g,当电流密度增加到30 A/g时比容量仍为131 F/g。PCF-1基超级电容器在功率密度为400 W/kg时能量密度高达19.78 Wh/kg,当功率密度高达1.2 kW/kg时其能量密度仍然保持在11.67Wh/kg,优异的电化学性能得益于合适的孔径分布和高的比表面积,这有利于电解质离子的快速传递,因此,这种比表面积大、丰富的中孔的三维多孔碳骨架,即使在高电流密度的情况下,也可以促进电解质离子的快速吸附/脱附。