作为一种具有高功率密度、快速充放电、长循环寿命的无污染环保储能器件,超级电容器在新能源汽车、太阳能与风力发电等诸多领域中拥有广阔的应用前景。传统的双电层电容器（EDLCs）以多孔碳材料为活性材料,而纳米尺度的垂直取向石墨烯（VG）,其特殊的纳米片层结构,具有高比表面积、电导率高等优势。本文中利用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备具备良好表面形貌的垂直取向石墨烯,研究其双电层电容器性能,并与典型赝电容电极材料二氧化锰纳米线进行复合,研究其复合电容性能。垂直取向石墨烯的PECVD制备方法以射频电源为等离子源,甲烷为碳源前驱体,直接在集流体基底上进行沉积,并考察生长时间、生长温度、射频功率、前驱体气体流量比、沉积基底等工况条件对垂直石墨烯的表面形貌的影响规律。结合扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）表征分析,优化垂直取向石墨烯的最佳制备工艺参数,制备的石墨烯为少层石墨烯,纳米片层薄且透明,均匀性良好,片层大小及密度适中,无堆叠或团聚,具有良好的表面形貌。以铂片、镍片、泡沫镍、导电玻璃四种基底上沉积制备的VG/导电集流体作为电极材料,组装模拟超级电容器。在三电极体系中进行电化学性能测试,通过循环伏安法、恒电流充放电、交流阻抗谱等测试方法得到不同参数制备垂直取向石墨烯的电容性能。在铂基底上沉积的垂直取向石墨烯,形貌结构最佳,具有优良的电容性能,在2 mV/s的电压扫速下面积比电容可达2.435 mF/cm²,充放电效率高,循环可逆性好,在5000次循环后仍具有100.14%的容量保持率,无明显循环衰减,循环寿命长,是较为理想的双电层电容器活性材料。利用电沉积方法在已制备的垂直取向石墨烯/铂电极上负载二氧化锰纳米线,将垂直取向石墨烯与典型赝电容材料二氧化锰进行复合制备,在MnO₂/VG/Pt复合电极材料的电化学性能测试中,可以发现垂直取向石墨烯对于导电性较差的MnO₂赝电容电极在降低电荷传输电阻、提高充放电效率、改善循环可逆性等方面起到的明显作用。合适复合比例下制备的MnO₂/VG复合材料,具有较好的综合电化学性能,在2 mV/s的电压扫速下比电容高达17.415 mF/cm²,并在5000次充放电循环后保持89.3%的电容量。研究表明,垂直取向石墨烯作为双电层电容器的活性材料,具备超高电子传导率、超高充放电速率等显著优点;与二氧化锰纳米线赝电容材料进一步复合作为超级电容器的电极材料时,可以有效降低内阻、提升循环性能,获得比电容高、充放电迅速、具有较高能量密度以及高功率密度的超级电容器复合电极材料。