作为新型的储能设备,超级电容器以其较高充放电效率、高功率密度、长循环寿命和良好的操作安全性等优点备受关注。超级电容器常用的电极材料包括碳材料、金属氧化物/氢氧化物及导电聚合物。由于离子的快速吸附和解吸,碳材料具有高的功率密度和循环稳定性。但这种快速吸脱附过程仅发生在材料的表面,导致材料的利用率比较低,因此电容非常有限(通常低于200 F g^-1)。另一方面,由于氧化还原反应,金属氧化物/氢氧化物以及导电聚合物的电容通常比碳材料高很多,但这种氧化还原反应也影响了它充放电的效率。因此为了获得具有高功率密度和能量密度的电极材料,人们对碳材料与金属氧化物/氢氧化物和导电聚合物等复合物进行了研究。本论文的研究内容主要包括以下三个部分:（1）利用Ni（NO₃）₂?6H₂O和Co（NO₃）₂?6H₂O以及氧化石墨烯为起始原料,通过简单的水热法制备了具有优良电化学性能的石墨烯/镍钴氢氧化物三元水凝胶（G-Ni-Co）并组装成对称的超级电容器。在对称超级电容器中,10 m V s^-1的扫描速率下G-Ni-Co的比电容为551.3 F g^-1,0.5 A g^-1的电流密度下的比电容为646.1 F g^-1。在100 m V s^-1下5000次循环之后,比电容仍然保持70.8%。在550.0 W kg^-1的功率密度下能量密度达到了108.6 W h kg^-1,7600.0 W kg^-1时保持72.4 W h kg^-1。（2）使用简单的一步共剥离方法利用细胞粉碎机制备了全碳复合材料（PG/GO）并将其应用到超级电容器中。与报道的大多数全碳复合材料相比,PG/GO复合材料具有更突出的电化学性能。最佳实验条件下合成的全碳复合材料(PG/GO_10:1),在10 m V s^-1的扫描速率下显示293.6 F g^-1的比电容,在0.5 A g^-1的电流密度下显示326.3F g^-1的比电容。随循环次数的增加,PG/GO_10:1的比电容随之增加,并且在100 m V s^-1的扫描速率下经过10000次循环后,其比电容达到126.9%,表明这些PG/GO复合材料的循环稳定性非常好。PG/GO_10:1的能量密度在240.4 W kg^-1的功率密度下达到36.7W h kg^-1,在3615.3 W kg^-1的情况下保持23.7 W h kg^-1。（3）通过简便的方法成功制备了氧化石墨烯/纯粹石墨烯/聚苯胺（GPP）三元复合材料。GPP比氧化石墨烯/纯粹石墨烯二元复合材料具有更高的比电容。在三电极体系中,1.0 A g^-1的电流密度下测得GPP的比电容达到1231.8 F g^-1,在对称超级电容器比电容仍保持598.1 F g^-1。在100 m V s^-1的扫描速率下三电极和二电极体系中,经过10000次循环后,复合材料的比电容分别保留71.2%和55.1%。