等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)是目前制备垂直取向石墨烯的主要方法,其中常压辉光放电等离子体相较于其他低压等离子体在垂直取向石墨烯制备中有更大的优势,在产业化制备领域中拥有巨大的潜力。然而,传统单针针板电极布置常压辉光等离子体增强化学气相沉积法系统具有产生不均匀电场的明显缺点,直接导致垂直取向石墨烯纳米片制备的不均匀,从而影响储能应用性能。本文针对这一问题构建了新颖的多针常压辉光等离子体增强化学气相沉积系统,并使用数值模拟、实验方法验证了其通过相互补偿能够获得相对均匀的电场及等离子体,并分析了垂直取向石墨烯结构形貌的均匀性。使用多针正常辉光放电PECVD系统实现垂直取向石墨烯材料的常压、均匀和快速制备,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱、x射线衍射光谱和X光电子能谱等方法表征其形貌、结构、成分及物理化学性质,并分析得到垂直取向石墨烯纳米片随制备时间变化的生长规律。采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗谱等电化学方法进行垂直取向石墨烯在超级电容器中的储能应用性能基础性研究。实验证明,以垂直取向石墨烯为储能活性材料的超级电容器具有优良的储能应用性能：比电容在电压扫速高达1000mV/s及2000mV/s时仍有132.4F/g和129.7F/g,电容量损失仅有9.0%和10.8%,同时能够在50A/g甚至1000A/g超高电流密度下稳定充放电。作为超级电容器储能活性材料时,垂直取向石墨烯与石墨烯纸、碳纳米管和活性炭等其他碳材料相比具有超大比表面积、超高充放电速率、超低电阻、环保、产业化制备前景等优点。