近年来,随着电动汽车和消费电子的爆发式增长,人们对于锂离子电池的需求日益增长。作为锂离子电池电极的重要原料,锂矿及钴等其它矿物资源的消耗也与日俱增。然而,有限的矿物资源限制了锂离子电池的可持续发展,这些矿物资源在开采、加工及回收的过程中造成的环境污染及高能耗也不容忽视。相反,轻质、原料来源丰富且环境友好的有机电极材料正在吸引研究者们的关注。但是,由于缺乏合适的加工方法和电池设计,有机电极材料并没有取得应有的发展态势。另一方面,开发基于其它高丰度元素如钠和镁的二次离子电池作为锂离子电池的替代亦是很好的选择。而在这方面上有机电极材料刚好可方便地被用于储存除锂离子外的其它金属离子。本文选取了苝二酰亚胺（PDI）这一经典的有机电极材料作为模型化合物,通过溶液加工的方法制备了基于PDI的高性能有机电极,将其用在了柔性锂离子电池上,另外我们还开发了基于PDI衍生物的镁离子有机二次电池,具体研究内容如下:（1）溶液加工法制备苝二酰亚胺/碳布（PDI/CC）一体化柔性锂离子电池正极:我们首先配制了不同固含量的PDI酸溶液,并采用碳布（CC）浸渍的方法制备了含不同活性物质负载量的PDI/CC一体化电极。随后的紫外光谱（UV）、荧光光谱（FL）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征结果证明了PDI酸溶液加工与传统N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶剂加工的区别。另外,我们将这些一体化电极用于锂离子电池正极,表征其电化学性能,发现固含量20 mg mL^-1时的电极性能最优,在50mA g^-1的电流密度下,展现出的比容量高达136 mAh g^-1;在500 mA g^-1的电流密度下初始容量为126 mAh g^-1,经过充放循环300圈后,容量保持率依然保持在83%。将该电极与预嵌锂的碳布负极组装成柔性锂离子全电池,发现其在不同弯折状态下的恒流充放电性能和循环性能依然出色,显示出在有机柔性锂离子电池上的潜在应用价值。（2）基于PDI衍生物的镁离子有机二次电池:我们首先分别通过缩聚合成了苝二酰亚胺-乙二胺（PDI-EDA）负极材料和氧化聚合制备了聚三苯胺（PTPAn）正极材料,然后,我们在含有1 M Mg（ClO₄）₂的乙腈（AN）电解液的三电极体系里表征了两种电极材料的循环伏安（CV）特性,发现PDI-EDA的氧化还原电势约为2.14和1.90 V vs.Mg/Mg²⁺,而PTPAn的氧化还原电势高达3.13和3.26 V vs.Mg/Mg²⁺。随后,我们利用PDI-EDA作为负极、PTPAn作为正极和1 M Mg（ClO₄）₂/AN溶液作为电解液,组装了镁离子有机二次电池,并表征了其电化学性能。我们发现,该镁离子有机二次电池具有良好的倍率性能和出色的循环性能,其在50 mA g^-1的电流密度下,展现出90mAh g^-1的高比容量,在1000 mA g^-1的大电流密度下,容量还能保持73 mAh g^-1,循环5000圈,容量保持率还有88%。该镁离子有机二次电池在-10 ^oC的低温下以及软包电池的弯曲状态下还能保持不错的电化学性能。如此优异的电化学性能可归因于该电池双离子储能的机制和有机电极材料的使用所带来的协同效应。