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基于石墨烯电极材料的超级电容器由于具有使用寿命长、功率密度高、大功率充放电过程中安全性能好等优点在近年来受到广泛的研究。但是相对较低的能量密度限制了其在诸多领域中的应用。因此,在不损失石墨烯电极材料的倍率性能和功率密度的前提下,提升石墨烯基超级电容器的能量密度仍然是储能领域研究中的热点和难点。本论文以提升超级电容器能量密度为最终目标,利用具有高倍率性能的石墨烯材料作为电极骨架,通过非共价修饰的方式将具有法拉第赝电容活性的有机分子复合到电极骨架中,从而实现有机分子功能化柔性石墨烯水凝胶薄膜的制备。并对功能化石墨烯水凝胶薄膜在锌离子混合超级电容器和对称超级电容器中的电化学性能进行了探究,具体研究内容如下:（1）采用低温绿色的还原手段制备获得具有鱼鳞状微观形貌的苝四甲酸二酐分子（PTCDA）功能化石墨烯水凝胶薄膜。由于充放电过程中PTCDA分子烯醇化反应的发生,电极材料赝电容性能得到显著增强,以PTCDA/rGO水凝胶薄膜作为阴极的锌离子混合超级电容器展示出162.8 mAh g-1的放电容量和最高可达120.5Wh kg-1的能量密度。此外在石墨烯骨架稳定的支撑结构中,PTCDA分子的赝电容活性得到有效维持,在经过5000次大电流充放电循环后,器件的放电容量仍然能维持初始容量的91%,并且在循环过程中几乎保持100%的库仑效率。（2）以中性硫酸锂溶液作为电解质,对PTCDA/rGO水凝胶薄膜在对称型超级电容器中的电化学性能表现进行了系统的研究,并成功制备出电压窗口宽、能量密度高、使用寿命长的对称型超级电容器。由于功能化活性材料与石墨烯电极骨架间的协同作用,器件在1.8 V的电压窗口下能展现出242.9 F g-1的质量比电容,且当功率密度高达45 kW kg-1后,器件仍可以保持19.7 Wh kg-1的能量密度。此外还研究了PTCDA/rGO水凝胶薄膜面密度对器件性能的影响,随着面密度的增加,PTCDA/rGO电极材料最高展示出468 mF cm-2的面积比电容值。（3）利用PTCDA/rGO水凝胶薄膜组装出具有优异机械性能和电化学性能的柔性固态超级电容器器件,封装完成后器件整体的体积功率密度和能量密度分别为127.68 W L-1和2.88 Wh L-1。得益于先进的封装手段和电极材料较高的机械强度,器件在弯曲过程中电容性能几乎不发生变化,在弯曲500次后仍能保持初始电容值的98.4%。