石墨烯
英国科学家Geim等人于2004年发现了一种由碳原子组成的单层石墨片，即石墨烯（graphene。石墨烯不仅是已知材料中最薄的一种，而且还异常牢固坚硬。作为单质，它在室温下传输电子的速度是已知的所有导体中最快的。碳纳米管和石墨烯分别作为一维纳米材料和二维纳米材料的代表，二者在结构和性能上具有互补性。
从目前来看，石墨烯具有更加优异的特性，例如具有高电导率和热导率（5000W/m˙K）、高载流子迁移率（2×105cm2/V˙s）、自由的电子移动空间、高强度和刚度（杨氏模量约为1.0TPa）、高理论比表面积（2600m2/g）等。因此石墨烯在单电子器件、超灵敏传感器、电极材料、药物载体等领域具有广阔的应用前景。利用石墨烯材料的高比表面积和高导电率等独特优点，可望获得价格低廉和性能优越的下一代高性能超级电容器电极材料。
2金属氧化物作为超级电容器电极材料的研究进展
金属氧化物主要是通过电极活性物质在电极表面及近表面发生快速氧化还原反应来储存能量。其工作原理与化学电源相同，但充放电行为与常规电容器类似，故称法拉第赝电容。法拉第赝电容具有相对较高的容量，是双电层电容的10～100倍。加快电极活性物质的电化学反应速率和增大电极活性物质的利用率，是提高金属氧化物超级电容器比电容的有效途径。
氧化钌材料
用作超级电容器电极材料的氧化钌SEM图
氧化钌材料具有比电容高、导电性好，以及在电解液中非常稳定等优点，是目前性能最好的超级电容器电极材料。美国陆军研究实验室在1995年就报道了无定形水合氧化钌比电容高达768F/g，基于电极材料的能量密度为26.7Wh/kg。目前，美国已将氧化钌材料用于航空航天和军事科学等重要领域。但是钌资源有限，价格十分昂贵，难以普遍应用。为进一步提高性能和降低成本，国内外均在积极寻找其它价格较为低廉的金属氧化物电极材料。
已有研究表明，二氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铁和氧化钒等具有与氧化钌类似的电化学性能，其中二氧化锰为目前研究较多的电极材料之一。
