石墨烯由于其良好的导电性、较大的比表面积、较高的质量和面积比容量,从而成为理想的超级电容器电极材料.然而在实际应用中,石墨烯片层之间极易发生团聚,显著降低其电化学存储性能.将二维的单原子层石墨烯组装成三维宏观结构是石墨烯获得实际应用的最佳途径之一.而碳材料仅能提供双层电容,能提供的比容量和能量密度依然有限,因此引入其他物质构筑三维石墨烯基复合材料成为一种合理的选择.本文主要介绍了使用不同的方法制备三维石墨烯基复合材料,包括三维石墨烯材料、三维石墨烯-碳纳米管材料、三维石墨烯-金属氧化物材料及三维石墨烯-导电聚合物材料,并对三维石墨烯基复合材料应用于超级电容器电极的发展前景及面临的挑战进行了探讨.