从古至今,能量存储问题一直是科研人员研究的重要课题,现阶段存在的储能器件主要以蓄电池为主。蓄电池是通过化学反应来存储能量,其内部化学物质会造成很严重的环境污染。所以急需研究一种新型的储能器件来代替蓄电池,于是超级电容器就进入了人们的视野。超级电容器因其具有功率密度高、能量密度高、环境友好、成本低、循环周期长等优势被人们广泛研究。现阶段超级电容器的研究主要是寻找一种可以量产、比表面积高和导电率高的电极材料。本论文通过简单的制备工艺制备出了可以量产、比表面积高、导电率高的2D和3D碳基超级电容器电极材料,它们在材料表征与电化学方面都表现出了优异的性能。在本论文中,一方面制备了2D碳基材料—二维类石墨烯材料。并且将其作为超级电容器电极材料,研究了它的超级电容性能。首先,在去离子水中超声波辅助切割商用石墨制备出了二维类石墨烯材料。然后,使用仪器对材料进行表征。结果表明二维类石墨烯材料既具有石墨烯的层状结构也具有优于石墨本身的导电性。更重要的是以二维类石墨烯为电极材料的超级电容器表现出了优异的电化学性能。在三电极测试体系下,比电容为75 m F cm^-2(电流密度为0.1 m A cm^-2),而石墨的比电容仅为61 m F cm^-2。在双电极测试体系下,其倍率高达80%。在凝胶电解质体系下,循环充放电10000次以后,电容保有量达90%,最重要的是将超级电容器电极弯曲不同的状态,它的电化学性能几乎不发生变化。最后,将超级电容器与电阻型压力传感器结合搭建了超电与压力传感器集成系统。另一方面,为了改进2D碳基材料比表面积小、介孔率低的缺点,进一步制备了3D碳基材料—三维掺氮泡沫碳材料。虽然介孔的形成增大了材料的比表面积但也降低了材料的导电率,而通过硼掺杂可以有效地提升材料的导电率,所以进一步制备了三维硼氮共掺泡沫碳。首先,通过对三维掺氮泡沫碳与三维硼氮共掺泡沫碳进行材料表征与电化学测试,得出后者的性能要优于前者。说明硼掺杂可以有效地提升材料的超级电容性能。其次,研究了退火温度对于三维硼氮共掺泡沫碳超级电容性能的影响。在不同的退火温度下（500-900℃）制备了不同的三维硼氮共掺泡沫碳。对样品进行材料表征与电化学测试得出退火温度对样品的化学组成、结构和电化学性能具有很大的影响,在500℃到700℃这个升温过程中,温度的升高不仅提高了硼的掺杂效率而且增大了样品的介孔率,这样大大地提高了样品的导电率与离子传输效率。然而,在700℃到900℃升温过程中,温度的升高造成介孔坍塌和氮化硼绝缘体的形成,直接导致了超级电容性能的大幅度衰减。因此在700℃下退火的样品具有最好的超级电容性能。