超级电容器是一种通过极化电解质来进行储能的新型能源器件，具有大的功率密度、长的使用寿命以及高的能量转化效率等众多优点，近年来在电化学储能领域掀起了一股新的研究热潮。但是，超级电容器自身也有着严重的劣势，即能量密度相对较低，严重制约着超级电容器的发展。自2004年石墨烯新材料的发现，其优异的电学性能使得提升超级电容器的能量密度成为了一种可能。本文利用化学氧化还原方法制备了石墨烯，并使用XRD，SEM，Raman，循环伏安，恒流充放电，交流阻抗等检测手段对石墨烯的结构和性能做了相关分析，另外还对石墨烯/MnO₂复合材料的性能也做了一定探究，具体工作如下：1、首先使用改进的Hummer方法制备了氧化石墨，然后利用水合肼还原法，真空热剥离还原法，微波剥离还原法三种方法制备了石墨烯，测试表明水合肼还原所得石墨烯的团聚比较严重，真空热剥离还原方法所得的石墨烯表面依然有部分含氧官能团残留，微波剥离还原法所得的石墨烯相对还原比较彻底，并且团聚较少。2、使用三种不同还原手段所得的石墨烯组装了扣式超级电容器，分别在无机体系和有机体系中对电容器的电化学性能做了相关分析，测试表明微波剥离还原法制备的石墨烯在无机体系和有机体系下的电化学性能都相对最佳。另外，详细探讨了微波剥离还原所得石墨烯电容器的组装工艺，研究了不同集流体，粘结剂的用量，电极成型压力对电容器的电学性能的影响，结果表明在选用泡沫镍为集流体，粘结剂含量为5%¹0%，电极成型压力为5MPa时，电容器的性能最佳，比容量达到147F/g，循环1000次后，容量保持率为94%。3、利用原位生长技术制备了石墨烯/MnO₂复合材料，测试表明，复合材料中的MnO₂为具有层状结构的单斜晶系birnessite-MnO₂，粒径为纳米级，均匀的分散在石墨烯片层表面上。并且当MnO₂的负载量为20%时，石墨烯/MnO₂复合材料具有最大的比容量，在10mV/s扫描速度下，单电极的比容量达到225F/g，比同等条件下纯的石墨烯电极的容量（147F/g）提高了53%，并且，循环1000次后，容量保持率为80%。