超级电容器是新型储能材料领域研究热点之一，具有高功率密度，但是其能量密度较低，成为制约其应用的瓶颈。因此，提高超级电容器的能量密度备受关注。本文主要从提高工作电压范围(V)和电极材料的比电容(C)两个途径开展研究，分别制备了具有较宽电位窗口以及高比电容的电极材料，并组装成非对称结构超级电容器，以实现超级电容器的能量密度的提升。已取得的研究结果如下：通过化学法制备了石墨烯，石墨烯的电位窗口较宽，达到-1.1-0V，并用于非对称超级电容器的负极材料。为了提升其比电容，我们采用一种简单的水解法制备Fe3O4/rGO复合物，由于Fe3O4和rGO的协同效应，复合物的比电容得到了明显提高，在循环10000次后比电容保持在98%。同时研究表明复合物中Fe3O4和rGO的质量比例会明显影响复合物的电化学性能。我们通过一种快速、简单的方法合成了高比电容的NiCo2O4纳米材料，并用于非对称超级电容器的正极材料。由于NiCo2O4独特的纳米结构而产生了非常高的比电容，在1A g-1时的比电容达到1274.3F g-1，当电流密度增加到20A g-1时比电容为1010.9F g-1，表明具有高倍率特性。采用石墨烯做负极材料，NiCo2O4做正极材料，组装了Graphene//NiCo2O4非对称结构超级电容器。非对称结构超级电容器将石墨烯负极材料（功率源）较宽的电位窗口与NiCo2O4正极材料（能量源）的高比电容结合起来。结果表明，非对称超级电容器器件的电位窗口可以达到1.6V，在0.5Ag-1的电流密度下，比电容达到69.5F g-1。在循环1000次后，比电容依然保持在大约80%。在功率密度为400W kg-1时，能量密度可以达到24.7Wh kg-1，显示出良好的应用前景。