作为一种新型高效的储能设备，超级电容器具有比功率高、循环寿命长、工作适应温度宽和环境友好等优点。人们将它与传统电池或燃料电池相配合，在紧急制动时可作为临时能源存储设备。这种具备高功率输出特点的能源存储装置在航空航天、军事、工业生产以及我们的日常生活中都表现出卓越的应用潜能。在总结超级电容器电极材料研究现状的基础上，我们的研究重点在于制备极具潜力的二氧化锰与石墨烯基气凝胶电活性材料，并通过一定的方法进一步提高二者的电化学性能。以此为核心，本文主要开展了以下四方面工作。（1）我们选用三种不同的二价锰盐分别与高锰酸钾反应制备出不同的二氧化锰活性材料。通过对以上三种不同二氧化锰的形貌结构与电化学性能对比，我们发现不同二价锰盐对产物二氧化锰的形貌、晶型、比表面积以及孔径分布都存在一定的影响，三种二氧化锰电极表现的电化学性能也存在一定差异。由硫酸锰或氯化锰和高锰酸钾反应制备出的无定形二氧化锰具有较大的比表面积，表现出理想的电容行为。由乙酸锰制备出的样品晶型比较完整，具有优异的循环稳定性能。通过对电化学性能的综合测评，在以上三种材料中，由硫酸锰和高锰酸钾反应制备出的电活性二氧化锰最适合作为超级电容器的电极材料。（2）基于对二氧化锰充放电机理的研究，我们选用具有吸附特性的天然矿石——电气石，采取简单的机械混合方式与优选出的二氧化锰电活性材料相混合，用来提高电极的电容性能以及循环寿命。通过对电极的电化学性能测试，当电活性物质二氧化锰与掺入电气石质量比为4:5时，电极比电容可高达347F/g，并且循环400次后，电容仍维持在初始容量的90%以上。（3）GO片层边缘的羟基与环氧基团常常会导致很强的范德华力，使相邻的两层聚集在一起，最终导致GO片层间的距离与石墨相近，损失了大量的活性面积。为了改善以上这些问题，我们选用有序介孔碳（OMC）作为“分隔器”，用来阻止石墨烯片层间的团聚。与此同时，一部分GO在水热反应过程中也会还原成石墨烯，并进一步自发进行自组装成石墨烯水凝胶。通过对不同比例的GO/OMC气凝胶物理表征和电化学测试，我们发现OMC的含量对产物的形貌与电化学性能具有深远的影响。当初始原料质量比mGO:mOMC=1:1时，OMC可以有效阻止石墨烯片层之间的聚集现象，此时的材料的电极电容不高（144F/g），但拥有较高的倍率特性与理想的电化学稳定性。当mGO:mOMC=2:1时，电极的导电性能与比容量有所提高，最高可达191F/g。实验结果表明具有3D有序介孔结构的碳材料可以提供更短的扩散途径，有利于离子传输，是用作超级电容器电极的很有前景的备选材料。（4）碳材料以比表面积高、化学稳定性好、价格低廉与环境友好等特点脱颖而出。然而，它也有自身的缺陷，由于其储能方式单一，能量密度偏低。作为导电聚合物中最具潜力的电极材料，聚苯胺以其能迅速发生可逆的掺杂/去掺杂反应、制备方法简单、原料价格低廉等优点成为人们关注的焦点。但是，导电聚合物普遍存在一个致命弱点——循环稳定性能不好。这是由于聚合物在反复充放电过程中引起其微观结构崩塌所致。我们的工作则致力于将聚苯胺纳米线作为“分隔器”与导向剂，使相邻的石墨烯片层隔开，然后通过上述的水热过程自组装形成混杂型气凝胶。将双电层电容与法拉第电容相结合使电极展现出更好的电容性能。此外，疏松的结构使复合材料具有更大的活性比表面积，有利于吸附更多的电解液离子。经过较系统的电化学性能测试，这种混杂型气凝胶的电极比电容可达520F/g，相比于纯的聚苯胺电极（343F/g），有较明显的提高。同时，石墨烯/聚苯胺电极还具有较好的倍率性能与循环稳定性能。