超级电容器是一类能量存储器件，由于具有较高的功率密度，良好的循环稳定性以及使用寿命长等优点，因此，超级电容器在科学研究等方面引起了广泛的关注。本论文着重从MnO₂储电机理，石墨烯基气凝胶材料的制备，MnO₂包覆石墨烯气凝胶复合材料的制备以及各个材料在超级电容器方面的运用进行了探讨，全文所得结论如下：1.对-，γ-和-MnO₂在0.5mol L^-1Li₂SO₄，0.5mol L^-1Na₂SO₄，1mol L^-1Mg（NO₃）₂，1mol L^-1Ca（NO₃）₂电解液中的电化学电容行为进行了研究；考察了不同晶型，不同比表面积以及电解液中阳离子对MnO₂材料电容行为的影响。研究发现，MnO₂材料的电化学性能与其晶体结构以及电解液的类型密切相关。由于-MnO₂具有层状结构，并且层间距较大（7），适合电解液离子的嵌入与脱嵌，所以相比于-和γ-MnO₂，-MnO₂展现了最高的比电容。同时研究还发现，在所选择的四种电解液中，-，γ-，-MnO₂电极材料在Mg（NO₃）₂电解液中均具有较高的电容值；在Li2SO4溶液中均显示出较好的循环稳定性。这可能是由于Li⁺和Mg²⁺电荷的性质差异引起的。同时，将，γ，-MnO₂电极材料的原始XRD图谱与经历了200圈的CV循环测试后的XRD图谱进行了对比，研究发现，所有的MnO₂样品在所选的电解液中经历了200圈循环测试后，其特征衍射峰的强度在氧化态均出现明显弱化的现象。基于测试结果，-，γ-和-MnO₂的储电机理得到了系统的讨论。2.对三维自组装多孔石墨烯基气凝胶材料的微观可控合成的探究。体系主要运用水热的方法制备石墨烯基气凝胶，通过使用三种具有不同结构和还原性能的糖（葡萄糖，β-环糊精和壳聚糖）作为形貌导向剂调控气凝胶的微观形貌。测试发现，不同的糖类能够有效的调控最终气凝胶样品的微观形貌、比表面积等物理性质和电化学特性。糖类分子对气凝胶微观形貌的调控作用在第四章中得到了详细的讨论，同时，所制备的气凝胶样品也被运用于超级电容器进行电化学测试，所有的气凝胶样品具有明显和稳定的电化学响应。上述结论证明了，所得到的气凝胶样品由于具有三维相互贯穿的导电网络以及发达的多孔结构能够为电解液离子的快速扩散和转移提供通道，进而提高了电化学电荷存储的性能。3.基于三种不同的石墨烯基气凝胶通过原位还原的方法合成了三种不同的MnO₂包覆石墨烯基气凝胶复合材料。由于所制备的石墨烯基气凝胶材料具备发达的多孔结构，将MnO₂包覆在气凝胶表面后能够使电解液快速的达到MnO₂表面，实现电解液离子和电子的快速扩散和转移，同时，石墨烯基气凝胶可以作为三维骨架与MnO₂结合，进而提高了MnO₂材料的使用率。不仅如此，正是由于具有多孔结构的石墨烯基气凝胶样品的缓冲作用，该复合材料显示了良好的循环稳定性，这两组分的协同作用使得该复合材料实现了能量的高效，快速和稳定的存储。