超级电容器是介于传统电容器与化学电池之间的新型储能设备,具有功率大、快速充放电、使用寿命长、环保无污染等优点。超级电容器的性能主要取决于电极材料,石墨烯作为目前发现厚度最薄、导电导热性最强的新型纳米材料,被应用在各种领域,基于石墨烯的复合材料也被认为最具有发展前景的电极材料之一。聚苯胺具有特殊的电学、光学性质,经过掺杂后具有良好的导电性和电化学性能,可以制备具有特殊功能的材料。本文通过制备复合电极材料以及电解液的改性,从而提高超级电容器电化学性能,具体研究内容和结果如下:首先,通过Hummers法制备了氧化石墨烯,用水合肼还原得到石墨烯水凝胶,对材料进行表征和电化学测试,结果表明其具有三维介孔网状结构,并且石墨烯凝胶比电容达到了 200Fg-1。将石墨烯水凝胶直接做电极材料,组装成超级电容器,分别选取1 mol L-1的硫酸、0.4 mol L-1的硫酸铜与1 mol L-1的硫酸混合溶液作为电解液,测试了石墨烯电容器的电化学性能并对比分析。当电流密度为0.65 Ag-1时,在硫酸铜中比电容达到120Fg-1,在硫酸中比电容为58Fg-1,说明三维介孔网状结构的石墨烯水凝胶有利于电解液离子的扩散和离子的传输,从而提供更大的双电层电容;硫酸铜做电解质,可以提供更大的赝电容。之后,采用电化学聚合的方法,制备了聚苯胺和石墨烯水凝胶的复合材料,通过不同循环伏安圈数电聚合条件,在60圈电聚合为最佳实验条件,且测试得0.65 A g-1的电流密度下,比电容为470 F g-1;将聚苯胺/石墨烯复合材料组装成超级电容器,分别选取1 molL-1的硫酸、0.4 mol L-1的硫酸铜与1 molL-1的硫酸混合溶液作为电解液,测试电化学性能。实验结果可知:聚苯胺/石墨烯电容器在硫酸铜中,电流密度为1.3Ag-1时,比电容为280F g-1。当自放电时间为5000 s,电压仍然保持在0.35 V。结果说明:聚苯胺/石墨烯电容器在硫酸铜做电解质时,聚苯胺的负载和硫酸铜电解质都能提供了赝电容;Cu2+生成Cu的反应抑制了离子在溶液中的扩散电阻和额外氧化还原反应的发生,延长了自放电时间。本文还采用静电纺丝的方法,制备金属氧化物和石墨烯的复合材料,运用SEM、TEM对复合材料进行表征,可清晰地观察到材料直径均一的纳米纤维。并用循环伏安法测比电容,在10 mvs-1时,具有中空结构的材料比电容为1667 F g-1,而实心结构的材料比电容为1116Fg-1。