超级电容器由于具有高功率密度、良好的倍率性能和循环稳定性以及环境友好型等优势成为电动汽车理想的辅助电源之一。电极材料作为超级电容器最重要的组成部分,其性质对超级电容器的综合性能起到决定性的作用,因此,制备高性能的电极材料是提高超级电容器性能的重要手段。在各类电极材料体系中,能够发生可逆氧化还原反应的法拉第电极材料由于具有高的理论比容量,逐渐被应用于超级电容器中。本论文首先简要介绍了超级电容器的发展、结构、原理、特点以及不同电极材料体系的研究进展,并详细分析了法拉第电极材料的研究瓶颈和趋势。针对法拉第电极材料导电性差和高负载下的倍率性能差的问题,本文采用分步水热法和导电层涂覆的方式分别制备了涂覆氧化石墨烯导电层和多孔氧化石墨烯导电层的多级结构复合电极,并系统研究了它们的形貌、结构以及电化学性能。主要研究内容和结论如下:（1）首先选择镍钴氢氧化物作为活性材料,以三维泡沫镍作为导电基底,通过简单的水热法直接生长获得了具有垂直纳米阵列结构的镍钴氢氧化物复合电极;然后,通过分步水热处理和涂覆若干层石墨烯导电层制备得到具有多级结构的复合电极;基于电化学测试优化复合电极的活性物质和导电层的层数,最终获得高负载条件下具有良好电化学性能的电极,在1 mA·cm^-2电流密度下,质量比容量和面积比容量分别为874.9 C·g^-1和2.41 C·cm^-2,即使在50 mA·cm^-2电流密度下,容量依然保持47%;将优化的多级结构复合电极作为正极、商业活性炭作为负极,匹配后组装成混合超级电容器,在功率密度为369.3 W·kg^-1时达到了33.5 Wh·kg^-1的高能量密度,面积比能量高达0.39 mWh·cm^-2。研究结果表明,通过对电极结构的多级结构设计可以有效提升器件的面积能量密度,这对于指导商用混合电容器的设计和组装具有重要意义。（2）为进一步研究多级结构电极中不同形态导电夹层的影响,以多孔石墨烯代替石墨烯作为导电层,通过两步水热法制备了复合电极。形貌表征显示多孔石墨烯为网状结构,可镶嵌于镍钴氢氧化物纳米阵列间隙中,增大了活性材料与导电剂的接触面积;复合电极的电化学性能表明多孔石墨烯作为导电层的电极比石墨烯具有更优异的倍率性能。