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响应绿色可持续发展的号召,以超级电容器为典型代表的储能器件成为当下研究的热门。众所周知,电极材料在本质上决定了超级电容器的性能。碳材料的快速充放电响应特征使其成为超级电容器电极材料的首选。然而,现有的碳基超级电容器依旧存在经济耗损大、能量密度低等缺点。因此,开发一种廉价且高活性的碳材料或复合材料来代替传统的活性炭迫在眉睫。碳材料的来源也非常重要,虾壳是一种非常有潜力的生物质可再生资源,在自然界的储量十分巨大。虾壳可以直接用于制备碳材料,也可以通过从虾壳中提取甲壳素进而合成壳聚糖来制备碳材料。本论文的研究目的在于利用可再生的虾壳和壳聚糖,通过开发新颖简便的方法制备出高性能的碳材料及其Mn O2/C复合材料用于超级电容器,主要研究内容如下:（1）以基围虾虾壳为碳前驱体,通过简单的浸渍法,以不同组合共晶熔融盐为碳化介质且优化盐用量制备了一系列的虾壳基碳材料。当共晶盐的组成为Zn Cl2/KCl（摩尔比为48:52）且虾壳与组合盐的质量比为1:5时,制备得到的虾壳基碳材料为氮氧硫共掺杂的分级多孔泡沫炭,表现出优异的物理性质和电化学性能,高比表面积(1654.8 m2 g-1),丰富的杂原子掺杂,高比电容(0.5 A g-1时为250.3F g-1),90%的循环电容保持率。以其为电极材料组装的水基对称超级电容器同样表现出优秀的超电特性。在电流密度为1 A g-1时,10000圈循环后,器件的电容值能保持为初始电容的88%。在功率密度为250.2 W kg-1时,能量密度可以达到7.5Wh kg-1。（2）以壳聚糖为碳前驱体,与Zn Cl2螯合形成壳聚糖锌配合物,通过冷冻干燥、高温碳化的方法制备了网状多孔氮掺杂碳气凝胶。通过冰模板法的辅助,锌-壳聚糖配体原有的三维网络结构可以被保留,在高温煅烧过程,氯化锌进一步对碳体自活化,促使碳体孔道大量发育。调控壳聚糖与氯化锌的比例为1:3时制备的材料表现出最优的物理性能和电化学性能。含氮量为6.58%,超高比表面积(2529 m2g-1),介孔尺寸分布均匀,在6M KOH电解液中循环10000次后,具有优异的比电容(1 A g-1时为267 F g-1)和99%的电容保持率的循环性能。以其为电极材料组装的对称超级电容器具有良好的化学稳定性和较高的能量密度。组装的微型柔性超级电容器,当扫描速度为5 m V s-1,面积电容为25.6 m F cm-2。当功率密度为37.48μW cm-2,能量密度为0.78μWh cm-2,10000次循环后电容衰减率仅为1%,卓越的柔韧性,弯曲试验电容保持率为99%。（3）以制备的氮掺杂碳气凝胶为碳基底和还原剂,通过一锅湿法化学反应制备了一系列的Mn O2/C复合材料,通过控制反应时间可以调控Mn O2的形貌和晶相。形貌和晶型的转变来源于体系内阳离子的浓度变化,随着湿法反应的持续,阳离子的缺失诱导亚稳态的层状结构向针状结构转变。2D层状结构的Mn O2相比1D纳米线结构具有更多的可利用电化学活性表面,有利于离子在电解质中的扩散,增大了电极材料和电解液之间的接触面积,从而为赝电容反应提供丰富的电化学活性位点。当控制反应时间为8h制备得到的Mn O2/C复合材料表现出最优秀的电化学性能,网状多孔的氮掺杂碳气凝胶与交联超薄的纳米片自组装的花球状δ-Mn O2的协同作用促进了电化学性能的提高。在电流密度为0.5 A g-1时,比电容为273.5 F g-1,5000圈循环后电容保持率为71.1%,是一种有潜力的超级电容器电极材料。