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电化学储能技术不受地理地形环境的限制,可以对电能直接进行存储和释放,因而引起了广泛关注。在电化学储能器件的组成中,电极材料的微观结构是电化学储能性能的直接影响因素,因此,如何合理设计适宜的电极材料以提高电化学装置的储能性能,是当前研究的热点。多孔炭材料具有高导电性、高稳定性、结构多变性与低成本等优点,不仅可以直接作为电极材料构建出良好的电化学储能器件,还可以作为基体与低导电的非炭材料复合,加快电子的传输,缓解体积的膨胀。本论文以多孔纳米炭电极材料的结构设计为导向,结合了当前微孔/介孔多孔炭材料设计与电化学储能的现状,采用溶液合成法,共热法等制备方法,构筑了具有多形态,高比表面积,丰富孔道的多孔炭及其复合材料,并将其分别应用在超级电容器和储锂器件,获得了具有高倍率、长循环、高负载的电化学储能器件。研究工作主要包括以下两个方面:（1）利用溶液合成法,使用三嵌段共聚物F127作为结构导向剂,通过温度控制分子触发的界面组装工艺来制造聚合物纳米纤维（Polymer Nanofibers,PNFs）。重点研究了温度、反应原料、反应浓度等因素对PNFs形成过程的影响,并且通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等手段揭示了PNFs的生长过程。在适当的温度下,三嵌段共聚物F127开始形成纤维胶束,与此同时六亚甲基四胺（HMT）原位生成甲醛和氨;随后酚醛聚合物在纤维微团周围进行自组装从而形成PNFs。此合成方法可以将PNFs的直径精确控制在3080 nm的范围内。通过对PNFs的碳化和活化,得到了具有丰富的微孔和1175 m2 g-1的高比表面积的多孔炭纤维（Carbon Nanofibers,CNFs）,以这种微孔CNFs作为超级电容器的电极材料,在50 A g-1高电流密度下显示高达295 F g-1的高比电容。（2）以尿素硼酸为前驱体,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为粘结剂,科琴黑作为导电基质,采用共热法合成了硼氮掺杂的高比表高导电性的复合炭材料（KB@BNC）,并考察了不同含量的前驱体对硼氮掺杂复合炭形貌及孔结构影响。随着尿素硼酸前驱体含量的增多,KB@BNC的比表面积、孔容以及介孔所占比例呈下降趋势。尿素和硼酸的加入会导致科琴黑的介孔堵塞。鉴于硼和氮元素修饰的炭材料对多硫化锂（LiPS）具有良好的吸附性,当KB@BNC用做锂硫电池正极材料时,需要调控该材料的孔容、比表面积以及硼和氮元素的含量。研究发现,当氮元素含量为5.91%,硼元素含量3.75%时,复合炭材料既可保持1140 m2 g-1的高比表面积,也具有2141 S m-1的高电导率。当KB@BNC用做锂硫电池正极材料时,在800次超长循环后仍可保持高达690 mAh g-1的比容量;当硫负荷增加到4.01mg cm-2时,KB@BNC在100个循环后电池仍然具有高达914 mAh g-1的比容量,与第一次循环相比保持率达到89.5%。