沥青作为化工工业的副产品，来源广泛，关于提高其工业附加值的研究正日益开展起来。但是，产品性能的改变多以结构的变化为基础。本课题从沥青的多尺度结构研究出发，考查了高软化点沥青的族组成结构、中间相沥青的微观结构以及酚醛树脂添加剂对中间相炭微球(MCMB)结构的影响，并将改性的MCMB活化后用作双电层电容器的电极材料，考查了电化学性能。在族组成结构的研究中，选取了四种具有相似软化点但是光学织构不同的高软化点沥青，对其中喹啉不溶物(QI)的结构进行了表征。结果表明，各向异性中间相沥青中的QI形貌尺寸大，H/C值高，微观炭层排列更有序。用透射电镜对中间相沥青的微观结构进行考查时，首次尝试了使用超薄切片的电镜制样方法，得到厚度为数十纳米的薄片，有利于电子束穿透样品。电镜下观察到一些纳米片层，堆积规整，无明显结构缺陷，堆积体随机分布在中间相沥青的胶团结构中。实验以热固性和热塑性酚醛树脂为添加剂，考查了热缩聚生成的MCMB在形貌及微观结构上的变化，之后用KOH活化MCMB，分别采取直接活化法和先炭化再活化法，将制得的活性炭组装成双电层电容器，考查其电化学性能。结果表明，树脂的加入对球体外形没有明显的影响，主要的影响表现在孔结构和炭层微晶的变化上。经酚醛树脂改性的炭微球比表面积、孔容和中孔率都得到提高，尤其是添加了热固性树脂(Resol)的炭微球，比表面积最大，在碱炭比为3时就可以达到2732m~2/g，双电层性能最优异，在不同扫描速率下的可逆性较好，放电比容量最大，在电流密度为50mA/g时达到了350F/g，且内阻很小。这说明Resol型树脂的交联结构更有利于造孔，打乱炭层的同时可以使电解液更易浸入。另外，在两种活化方式的比较中发现，直接活化法要优于先炭化再活化法，不仅比表面积、中孔率和孔容大，而且电化学性能优异。