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相比于传统的储能装置,超级电容器的诸多的优点使其受到研究者的关注。而电极材料的性质对超级电容器的性能会有很大的影响,于是人们的研究重点就集中到导电率高、可逆性好的一些材料上。石墨烯作为新型结构的碳材料,其独特的结构使其在超级电容器中有较为广泛的应用前景。但是由于石墨烯片层之间很容易发生聚集使其表面积减小,从而导致双电层电容性能降低。金属氧化物/氢氧化物和聚合物都具有较高的赝电容,所以当石墨烯与它们复合之后,金属氧化物/氢氧化物或聚合物不仅能够有效的阻止石墨烯片层之间发生聚集。而石墨烯也可以提高金属氧化物/氢氧化物和聚合物的导电性。在本论文中,主要是研究高性能的电极材料。从而制备了石墨烯/多金属氧酸盐/介孔碳球纳米复合物,聚苯胺纳米纤维,石墨烯/聚苯胺纳米复合物,石墨烯/聚苯胺/碳量子点复合物,并将它们分别应用在超级电容器的电极材料中,然后表征它们的结构,测试它们的性能,并分析和比较它们的性能区别。具体研究内容如下：1)自组装石墨烯/磷钼酸/介孔碳球三元纳米复合物在电化学超级电容器中的应用。本章采用自组装的方法将石墨烯(GN)、磷钼酸(POM)和介孔碳球(CS)三种材料组合在一起形成GN/POM/CS三元纳米复合物,然后用SEM、FTTR和XPS这三种表征手段对其结构和形态进行了分析。在0.5mol/L的H2SO4电解质溶液中,采用三电极体系测试其电化学性能。结果表明：在lA/g的电流密度下,GN/POM/CS复合物的比电容高达430F/g,这说明该复合物具有很好的电化学性能。2)层层组装石墨烯/聚苯胺/碳量子点三元复合物在电化学超级电容器中的应用。本章创新性的将主要应用于生物传感器,医学和发光二极管中的碳量子点引入到超级电容器中。并通过层层组装的方法将石墨烯(GN)、聚苯胺(PANI)和碳量子点(C-dots)组合成石墨烯/聚苯胺/碳量子点(GN/PANI/C-dots)纳米复合物。首先用SEM, TEM和FITR对GN/PANI/C-dots纳米复合物的结构和形态进行了表征。然后在浓度为0.5mol/L的H2S()4电解质溶液中,采用三电极体系来测试其电化学性能。结果显示：在1A/g的电流密度下,GN/PANI/C-dots纳米复合物的比电容为477F/g,而且经过760次充放电循环后,比容量保留率为81%,说明该复合物拥有较好的循环稳定性和电容性能。