锂离子电池由于成本高、安全性较差等缺点,在柔性可穿戴电子设备领域中的应用受到一定限制。相比之下,水系锌离子电池因安全性能高而备受关注,但循环稳定性较差。所以制备一种循环稳定性好、比容量高并具有良好机械性能的柔性水系锌离子电池是当下研究热点。目前柔性锌离子电池的正极材料主要有锰基材料、钒基材料、普鲁士蓝类材料和有机材料等。在Zn-MnO2体系中,MnO2理论容量高、环境友好和成本低等优点,被人们认为是一种理想的正极材料。但是MnO2自身导电性差,在循环过程中存在脱落和歧化反应,导致比容量衰减严重。另外,商业锌金属片负极在循环过程中,锌枝晶的无序生长过于严重,导致循环稳定性和柔韧性较差,不能满足人们对柔性可穿戴电子设备的需求。针对上述问题,本论文首先制备出MnO2柔性自支撑正极,采用聚多巴胺退火生成的超薄碳壳对正极材料进行包覆处理。然后,制备出锌金属柔性自支撑负极,在柔性碳纤维布上生长多壁碳纳米管,形成高导电骨架,令自支撑电极电场分布更均匀,抑制锌枝晶生长。最终用制备的柔性自支撑正、负极完成柔性电池的组装。具体研究内容如下:（1）聚多巴胺退火后生成的碳壳包覆互连δ-MnO2纳米片/碳纤维布自支撑水系锌离子电池正极的制备及储能性能的研究:为制备比容量高和循环稳定性好的柔性自支撑正极材料,首先在碳纤维布基底上通过一步水浴法制备出互连δ-MnO2纳米片;随后,通过水浴浸泡在互连δ-MnO2纳米片上均匀包覆聚多巴胺;最后通过退火处理使聚多巴胺转化为超薄碳壳。使用2.0 M Zn SO4和0.1 M Mn SO4混合电解液、商业锌金属片负极、包覆碳壳的互连δ-MnO2纳米片/碳纤维布自支撑正极组装成扣式电池进行储能性能测试。测试结果表明,该电池的电压窗口为1.0-2.0 V;在0.5 A g-1的电流密度下比容量可达346.7 m A h g-1;在6.0 A g-1的电流密度下循环充放电2000次后,仍有96.8%的比容量保持率。同时,利用离位X射线衍射及储能性能测试,详细分析了该复合自支撑电极的储能机理。（2）利用碳纳米管高导电骨架抑制锌枝晶生长的自支撑水系锌离子电池负极的制备及储能性能的研究:为制备可抑制锌枝晶生长、循环稳定性好的柔性自支撑负极材料,本实验在柔性碳纤维布基底上利用化学气相沉积预先均匀生长多臂碳纳米管,形成高导电骨架;然后通过电化学沉积将金属锌沉积到碳纳米管骨架上完成柔性锌离子电池负极的制备。采用1.0 M Zn SO4和0.1 M Mn SO4混合凝胶电解液以及由超薄碳壳包覆的互连δ-MnO2纳米片/碳纤维布自支撑正极,完成柔性锌离子电池的组装并进行储能性能测试。测试结果表明,在6.0 A g–1的电流密度下循环充放电1400次后,容量保持率高达96.8%;在电流密度为12.0 A g-1时循环充放电4000次后仍有93.5%的比容量保持率和接近100%的库伦效率。最后,将组装好的柔性电池进行实用性测试。这种电池不仅可实现大角度多次弯折后仍维持正常工作,还可以持续点亮发光二极管（LED）,在柔性储能器件方面具有良好的应用前景。