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超级电容器作为一种新型储能器件,在通信、交通、电子、国防等诸多领域具有重要的应用价值和巨大的市场潜力,其电容性能主要依赖于电极材料。石墨烯因为自身优异的导电性、独特的二维结构和优异的物化特性而成为最有潜力的双电层超级电容器电极材料。目前,通过不同的氧化-还原法制备出的石墨烯材料性质各有不同,其电容性能也相差很大;同时单一石墨烯电极材料的比电容不高,不能满足超级电容器的高能量密度要求。针对这些不足,本研究通过改变水热还原的条件来获得具有一定电容性质的石墨烯材料;另外,在石墨烯表面和层间负载具有赝电容性质的氧化物以满足电极材料的高比电容要求。本论文对石墨烯及其复合电极材料的制备、电化学性能进行了研究,主要研究内容如下:一、氧化石墨烯的酸性还原及电化学性能研究采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,在酸性条件（pH=5）下以180°C进行水热还原,通过调节水热反应时间来制备不同还原程度的还原氧化石墨烯（RGO）。结果表明:控制水热反应时间可以制备出还原程度不同的RGO,在电化学测试中,随着水热反应时间的增加,RGO电极的比电容呈先上升后下降的趋势。当水热反应时间为6 h时,RGO电极表现出最佳的电容性能,其在1 A/g电流密度下比电容达到251 F/g,相对于GO电极提高了225%。经过500次充放电循环后,RGO-6电极比电容保持率达到92%,具有优异的循环稳定性。二、NiO/RGO复合材料的制备及电化学性能研究采用两步法（水热还原-煅烧）分别制备NiO和NiO/RGO复合材料。研究发现:NiO呈现出团簇花状的形貌,而在NiO/RGO复合材料中,NiO以独特的单片层的形貌均匀的负载在RGO的表面及层间,两者复合效果明显。在电化学测试中,在电流密度为1 A/g时,NiO和NiO/RGO电极的比电容分别达到417 F/g和620 F/g。与纯NiO相比,NiO/RGO复合材料具有更好的电化学性能。经过500次充放电循环后,NiO/RGO电极比电容保持率达到86%,具有优异的循环稳定性。三、ZnO/RGO复合材料的制备及电化学性能研究采用简单高效溶剂热法制备出ZnO和ZnO/RGO复合材料。研究发现,ZnO呈现出颗粒形貌,在复合材料中,聚集的ZnO颗粒在RGO基体中获得了均匀分散的效果。电化学测试发现,ZnO/RGO电极在Na2SO4和KOH电解液中可以分别表现出双电层和赝电容的储能方式,同时在0.2 A/g的电流密度下,分别表现出和100.8 F/g和53.5 F/g的比电容。其双电层储能能力高于赝电容。另外RGO可以明显降低ZnO与水系电解液形成的溶液系统阻抗,同时大幅度的提高半导体ZnO的导电能力,是一种理想的电极复合材料。