目前，石油、天然气等不可再生化石燃料的耗竭日益受到关注，空气污染和温室效应也成为全球性的问题。为解决能源问题、实现低碳经济，基于目前能源技术的发展水平，电动汽车技术逐渐成为全球经济发展的重要方向。作为电动汽车的核心部件——动力电池也迎来了大好的发展机遇，成为目前各国发展的重点。　　但是，过去几年，波音，苹果，特斯拉等公司受困于锂离子电池的安全性，频频引发事件，锂离子的安全性是新能源汽车推广的突出障碍之一，而利用静电电荷储存电能的超级电容器具有很好的安全性能。超级电容器以其充放电速度快，环境友好，以及超长的循环寿命，被视为本世纪最具有希望的新型绿色能源。　　超级电容的最大优势是使用寿命长和充电快捷，但能量密度比较低。本文选用不同的纳米碳材料（石墨烯和三维石墨烯）与金属氧化物复合，制备石墨烯/金属氧化物复合材料用作超级电容器电极材料，结合碳材料机械性能优异，高导电导率和高比表面积的优点，以及金属氧化物高容量的优点，制备出综合性能优异的高容量，高功率石墨烯/金属氧化物复合电极材料。具体研究内容包括以下几个方面：　　以 KOH造孔法制备的三维石墨烯和九水硝酸铁为原料，通过一种工艺简单的水热法，平均粒径只有5 nm左右的Fe2O3颗粒是均匀的，高密度的生长在了三维石墨烯上，形成了 Fe2O3/3D HPG复合材料。该复合材料作为电极材料制备成超级电容器表现出非常优异的电化学性能。在1 Ag-1的电流密度下表现出最好的比容量，其比容量达到了967 F g-1。当电流密度上升到30 A g-1时，其比容量仍然高达715 F g-1，仍然有74％的电容量剩余。同时也表现出良好的循环性能，经过5000次的循环充放电，Fe2O3/3D HPG复合材料的比容量仍然是高达889 F g-1，即仍然有92%的电容量剩余。　　以三维石墨烯和六水硝酸钴为原料，通过一种工艺简单的水热法，平均粒径只有20 nm左右的Co3O4颗粒是较为均匀的，高密度的生长在了三维石墨烯上，形成了Co3O4/3D HPG复合材料。该复合材料表现出比较优异的电化学性能。Co3O4/3D HPG复合材料在1 A g-1的电流密度下表现出最好的比容量，其比容量达到了551 F g-1。同时表现出较好的循环性能，经过5000次的循环充放电，Co3O4/3D HPG复合材料的比容量为386 F g-1，即仍然有70%的电容量剩余。　　最后通过一种工艺简单的水热法，将平均粒径只有5 nm左右的Fe2O3颗粒和粒径为30 nm的Co3O4，两种纳米颗粒是均匀的，高密度的生长在了石墨烯上，形成了G/Fe/Co复合材料。该G/Fe/Co复合材料在1 A g-1的电流密度下表现出最好的比容量，其比容量达到了882 F g-1。当电流密度上升到30 A g-1时，其比容量仍然高达529 F g-1，即仍然有60%的电容量剩余。同时也表现出良好的循环性能，经过5000次的循环充放电，G/Fe/Co复合材料的比容量仍然是高达794 F g-1，即仍然有90%的电容量剩余。