超级电容器具有高功率密度、高充放电效率和安全等特点,被广泛应用于航天、交通运输和电子设备等领域。电极材料作为超级电容器的重要组成部分,将直接影响着其工作性能。钴基双金属氧化物作为赝电容材料具有高理论比容量。石墨烯作为双电层电容器的电极材料具有高导电率、大比表面积和很好的循环稳定性。本论文制备了钴基双金属氧化物与石墨烯的复合材料,既能发挥钴基双金属氧化物的高比容量,又能发挥石墨烯的高循环稳定性。其提高了整个超级电容器的电化学性能,具有重要的研究意义和应用价值。主要内容如下:1.本论文采用燃烧干燥的方法制备了具有气凝胶结构的钴镍双金属氧化物/石墨烯复合材料。三维的气凝胶结构具有连续性和丰富的孔隙结构。这种材料在电流密度为1 A g^-1时的比容量高达1694 F g^-1,经过3000次循环后容量保持率为82%,显示出了高比容量和循环稳定性。组装的钴镍双金属氧化物/石墨烯//石墨烯非对称超级电容器在电流密度为1 A g^-1时的比容量为127 F g^-1,功率密度为238.18 W kg^-1,能量密度高达57.15 Wh kg^-1。经3000次循环后容量保持率为87.5%,循环稳定性好。这种复合气凝胶材料既降低了内阻又提高了电极的比表面积,从而提高了电容器的综合性能。2.通过利用一步水热法合成纳米球型钴酸锰/石墨烯复合材料。钴酸锰的形成和在墨烯表面的附着是同时进行的。复合材料在电流密度为1 A g^-1时的比容量高达1719 F g^-1,在充放电3000次后容量保持率为93%,表现出很好的电化学性能。组装的钴锰双金属氧化物/石墨烯//石墨烯非对称超级电容器的电压窗口扩大到1.7 V。在电流密度为1 A g^-1时,其功率密度为452.9 W kg^-1,能量密度能达到25.1 Wh kg^-1。这种方法的实验操作简单、成本低,且材料的电化学性能很好。3.通过粘结剂、添加剂、溶剂的优化制备的石墨烯负极有效避免了团聚现象。组装的石墨烯对称超级电容器在电流密度为1 A g^-1时的比容量为97 F g^-1,功率密度为120.9 W kg^-1,能量密度高达14 Wh kg^-1。并且经过3000次循环后容量几乎没有衰减,表现出优异的循环稳定性。最后,将制备的钴酸锰/石墨烯复合材料进行市场经济分析,结果表明这种材料具有广阔的应用前景和很高的市场价值。