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能量密度和功率密度是衡量超级电容器性能的重要指标,而这些指标又与构建电容器的电极材料密切相关。因此,开发具有优异性能的电极材料是制备高性能超级电容器的核心所在。碳材料具有电位窗口宽、电化学稳定性良好、大的比表面积等特性是目前应用最广的超级电容器电极材料。在众多碳材料中石墨烯由于具有巨大的理论比表面积（2630 m2·g-1）、良好的电化学稳定性、优异的电子导电性而倍受科学研究者的瞩目,然而石墨烯片层之间有较强的范德华力,容易发生团聚或堆垛,致使其优异的性能无法充分显现。因此构建一种排列方式有序,比表面积高,且与基底之间无缝隙链接的类石墨烯电极材料具有重要意义。本论文通过电化学剥离石墨棒得到具有特殊二维（2D）层状阵列结构的石墨纳米片阵列（GNSA）,其片与片之间彼此相互平行,且直立于石墨棒基底。一方面,石墨纳米片表面含有大量的羟基、羧基、环氧基等含氧官能团,能够吸附带正电荷的金属离子,有利于电沉积过程的顺利进行,另一方面,纳米片阵列垂直地与基底之间形成零缝隙链接,有效的降低了接触电阻。采用电沉积法将具有高比电容的金属氧化物生长在石墨纳米片表面,得到具有优异性能的复合电极,并以制备的复合电极组装成对称型超级电容器,对其电化学性能进行系统的测试和研究。其主要内容概括如下:1.在电场的作用下对石墨棒进行电化学剥离,使其表面形成相互平行排列,且垂直于石墨棒基底的二维（2D）石墨纳米片阵列（GNSA）,然后通过阴极还原电沉积法制备SnO2/石墨纳米片阵列（SnO2/GNSA）复合电极。采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外（FT-IR）光谱对其形貌和结构进行了表征。电化学测试表明该复合电极具有优异的超电容性能,在0.5 mol·L-1 LiNO3电解质中,扫描速率为5 mV·s-1,电位窗口为1.4 V时,比电容达4015 F·m-2。由SnO2/GNSA复合电极和相同电解质组装成的对称型超级电容器,在扫描速率为5mV?s-1时,其电位窗口可增至1.8 V,能量密度达到0.41 Wh·m-2,循环5000圈后其比电容仍保持为初始比电容的81%。2.以石墨棒和电化学剥离制备的二维（2D）石墨纳米片阵列（GNSA）分别作为基底,通过阴极还原电沉积法在相同的条件下制备了Mn OOH/石墨棒（MnOOH/GS）和MnOOH/石墨纳米片阵列（MnOOH/GNSA）两种复合电极。形貌测试结果表明,两种复合电极均呈纳米花状结构,这种结构不但利于电解质离子的嵌入与脱出,而且有效的增大了电解质溶液和电极材料的接触面积,从而使复合材料具有优异的电化学性能。电化学测试测试结果表明,扫速为5 mV·s-1,电位窗口为1.6 V时,MnOOH/GNSA的比电容高达5724 F·m-2;该复合电极所组装的对称型超级电容器在电位窗口为1.8 V且扫描速率为5 mV·s-1的条件下,比电容可达1206 F·m-2,能量密度为0.54 Wh·m-2时对应的功率密度为5.4 W·m-2。3.以0.5 mol·L-1 MnCl2、0.5 mol·L-1 NaNO3和0.05 mol·L-1 SnCl4的混合溶液作为电镀液,在50℃的恒温条件下采用电沉积法一步制成了MnO2-SnO2/GNSA复合电极,形貌表征结果显示,电化学法沉积的锰、锡氧化物包裹在石墨纳米片阵列表面,形成了一种特殊的不均匀层状结构。采用MnO2-SnO2/GNSAs复合电极组装的对称型超级电容器具有较为良好的电化学性能。