超级电容器既具有超大容量,又具有很高的功率密度,因此它在后备电源、替代电源、大功率输出等方面都有极为广泛的应用前景。树脂基多孔碳材料因其丰富的孔道带来较高的比表面积,不仅增加了碳材料的电荷储存能力,也缩短了电解液中自由电子或者离子的传递距离,在超级电容器作为电极材料方面具有一定的应用价值。此外,酚醛树脂基碳材料本身的热稳定性比较好,高温碳化后仍能保持较好的形貌,采用双模板法可以制备出理想的孔径结构以及分级多孔结构的碳材料。随之而来的利用杂原子的掺杂引入赝电容来提高多孔碳材料的比电容也就成了提高多孔碳材料的电化学性的一种有效手段,赝电容与双电层电容形成协同作用,可以明显提高碳材料的电化学性能。本文的具体内容和结果有以下几个方面:通过改变丙酮的添加量制备出形貌比较完好的酚醛树脂基体中空碳球,并以此为种子,通过控制酚醛树脂球的生长动力学再在其外层合成新的一层酚醛树脂中空碳球衍生碳,最终合成了双层中空酚醛树脂碳球,并讨论其在超级电容器电极材料上的应用。结果表明,双层中空酚醛树脂基电极材料在1 A g^-1的电流密度下比电容值能够达到268 F g^-1,且展现出了优异的电化学性能,是一种性能优良的碳材料。利用双模板法制备酚醛树脂基分级多孔碳材料,通过制备不同尺寸的孔径来使得制备样品的性能达到最佳。首先选用15 nm级别的Si O₂作为硬模板在树脂球的表面通过刻蚀制备介孔。然后又选用F127作为软模板,由于F127可以受热分解,所以通过控制其用量来实现其分解产生的气体在实心树脂球的内部制孔,最终得到了孔隙丰富的多孔碳球,其不仅在1A g^-1电流密度时的比电容从原本的138 F g^-1提高到了268 F g^-1,而且在高电流密度时仍展现出卓越的倍率性能。在酚醛树脂制备过程中引入三聚氰胺,制备得到高含氮量的酚醛树脂球,再经高温碳化制备了表面粗糙且仍能维持球形形状的酚醛树脂碳球,XPS结果表明该碳球具有较高的氮原子掺杂量,这在酚醛树脂碳高循环稳定性的基础上,实现了其赝电容性能的大幅度提升。在1A g^-1电流密度下,制得的氮掺杂酚醛树脂碳球的比电容值高达259 F g^-1,且经过10000圈的循环之后,其比电容值仍能保持初始值的96%。