随着现代电子技术不断的发展,大量工作集中于可穿戴、便携式设备的研究。由于微型超级电容器具有充放电速率快、循环寿命长、功率密度高等优点,柔性、微型超级电容器受到人们越来越多的关注。目前,研究工作主要通过合成功能化的电极材料,设计新颖的电极结构,开发简单的制备工艺等方法,不断推动微型超级电容器的进步。但在大量的电极材料、电极结构、制备工艺中,选择一条科学的、协同的、高效的研究路径来制备高性能的微型超级电容器成为一项新的挑战。本文利用叉指结构电极,结合具有优异电导性能和较高比表面积的石墨烯电极材料,致力于印制式石墨烯电极及其在微型超级电容器中的应用研究。首先,在电极材料的合成过程中,利用氢氧化镁(Mg(OH)2)模板辅助法,在石墨烯纳米片表面上制造大量的褶皱,进一步在石墨烯层间构筑孔状结构。一方面,这样的结构有效的阻止石墨烯团聚,增加电解质离子的运输渠道,有利于电解质离子充分接触石墨烯,从而增加双电层电容;另一方面,更多的含氧官能团暴露在电解质溶液中,从而增加法拉第赝电容。在凹版印刷过程中,利用石墨烯油墨,印刷叉指电极图案。通过对油墨稳定性、印刷速度、印刷次数的研究,使柔性衬底负载更多的电极材料,从而提高微型超级电容器的电化学性能。其次,利用表面褶皱石墨烯油墨,结合凹版印刷工艺,制备柔性、叉指结构微型超级电容器。经过电化学测量,单个器件获得最大能量密度1.41 mWh cm-3(能量密度为25 mW cm-3),最大功率密度300 mW cm-3(能量密度为0.35 mWh cm-3),以及稳定的循环寿命和优异的弯曲性能。此外,利用微型超级电容器组,连接成两组串连、两组并连的电路,分别驱动单个红色发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD),持续工作10秒、35秒。在本课题中,我们利用模板辅助法合成的表面褶皱石墨烯油墨,结合低成本、易操作的凹版印刷技术,制备出了可演示的柔性、微型超级电容器。本工作具有以下三方面特色:(1)由于Mg(OH)2模板的辅助作用,有效的阻止了石墨烯团聚,增加电解质离子运输渠道和含氧官能团数量,从而提高微型超级电容器的电容;(2)利用可兼容柔性衬底的凹版印刷工艺,使得微型超级电容器的制备工艺简单、无污染;(3)利用高性能的柔性、叉指结构微型超级电容器组,结合耗能器件,可以进行应用演示。综上所述,这条科学的探索路径为全印制式石墨烯基的柔性、微型超级电容器的潜在应用提供有价值的实验探索。