以蔗糖为碳源、尿素为氮源、草酸钾为活化剂，通过简单的研磨和高温碳化制备了具有超高比表面积(大于3 000 m²·g^-1)的氮掺杂多孔碳材料。采用多种手段对多孔碳材料的微观形貌、比表面积、孔结构和表面氮物种进行了表征，探究了不同温度下草酸钾和尿素对碳材料的比表面积、氮含量和超级电容性能的影响。结果表明，仅使用草酸钾作为活化剂制备的碳材料KC-800的比表面积为1 114 m²·g^-1，而同时使用草酸钾和尿素制备的样品KNC-800的比表面积高达3 033 m²·g^-1。在以6.0mol·L^-1KOH为电解液的三电极体系中，当电流密度为0.5 A·g^-1时，KNC-800的比电容为405 F·g^-1，而KC-800的比电容仅为248 F·g^-1。这表明草酸钾和尿素的加入显著提高了多孔碳材料的比表面积和超级电容性能。电容贡献分析表明，KNC-800的双电层电容值和赝电容值均高于KC-800。KNC-800在电流密度为0.5 A·g^-1时经过10 000次循环后仍能保持98.3%的初始比电容，表现出优异的循环性能。

采用锌箔原位自组装法，将水合五氧化二钒(HVO)直接生长于锌箔表面，成功制备了具有HVO保护层的锌负极(VOZn)。通过调控组装时间可精确控制保护层的厚度。该原位自组装过程有利于在保护层与锌基体之间形成紧密界面，有效抑制充放电过程中保护层的剥落。更重要的是，富含含氧官能团的HVO显著增强了负极表面的亲锌性，从而使Zn²⁺均匀分布，促进了锌的均匀成核与沉积。此外，该保护层可作为物理屏障，有效减少电解液中自由水与锌负极的直接接触，进而抑制副反应的发生。因此，该复合电极展现出优异的电化学性能：在0.5 mA·cm^-2的电流密度下，表现出较低的滞后电压(37 mV)和长达700 h的循环寿命。基于VOZn组装的全电池在1 000次循环后，容量保持率高达71%。