超级电容器是一种新型的储能装置，因其具有比功率高、循环性能好、绿色环保等优点，而成为新型储能器件的研究热点之一。目前超级电容器被广泛的应用到工业大型UPS电源系统、电动汽车、军工及航空航天等领域。本论文综述了超级电容器电极材料的特点及最新研究进展，选择了石墨烯和氧化铜作为主要研究对象。利用改进Hummer化学法制备石墨烯氧化物，热解还原合成石墨烯纳米片，采用200~900℃不同温度热解氧化石墨，得到不同氧化程度的石墨烯，并通过XRD、FTIR、EDS、Raman、BET等系列表征探讨热解温度对石墨烯微观结构的影响，进而探讨层间距、比表面积、含氧基团变化及对其对电容的影响。结果发现含氧基团对电容起主要影响，在200℃热解得到的石墨烯的比电容最高，为260.5F/g。随着热解温度的升高，石墨烯比电容减少，这是因为含氧基团提供赝电容的影响。采用低温水热法合成多孔片状氧化铜/石墨烯的纳米复合材料来改进氧化铜的电容性能。通过合成二维结构的片-片复合材料，增大氧化铜的比表面积，提高氧化铜与石墨烯的接触面积及其导电性，增大材料与电解液的浸润性来提高材料的电容性能、倍率放电及循环性能。XRD、SEM及TEM测试结果表明，复合材料的形成是自组装机制，这种2-D结构可有效避免材料的团聚。电化学测试表明这种结构具有非常好的稳定性，经过1000次循环容量依然保持在95.1%，并且具有非常高的比容量，在0.6A/g的电流密度下比容量为331.6F/g。采用高温水热法合成球形氧化铜/碳纳米管的复合材料，结果显示在这种复合材料中，碳纳米管作为导电骨架，有利于增加氧化铜颗粒之间的导电性，增大氧化铜的比表面积和材料的机械稳定性。大电流放电表现出优异的性能：在2A/g的电流密度下材料的比电容仍可达96F/g，1000次循环后仍然有92F/g，几乎无容量衰减。