能源战略是我国经济可持续发展的重要课题组成,而储能器件则是能源战略中的重要角色之一。石墨烯作为一种新型的电子材料,因其很多新奇的物理化学特性在新能源、便携式电子产品和可穿戴设备等领域有着十分广阔的应用前景。本文使用自制的激光雕刻机,基于两种不同的柔性衬底,利用激光直写法制备石墨烯电极,组装成超级电容器,并对其性能进行研究。主要的研究内容包括以下几个方面:（1）设计研发自制激光雕刻机用于制备石墨烯电极。自制激光雕刻机的硬件核心由Arduino UNO单片机、废旧光驱拆机所得步进机组件以及激光头三部分组成。软件部分以开源项目GRBL为核心,利用其生成标准g代码控制激光雕刻机完成点、弧、圆和螺旋等各种常规的运动路径。经测试,自制激光雕刻机的精度达到0.3mm,可实现高精度、高效率、灵活可控地制备石墨烯电极。（2）以氧化石墨烯（GO）薄膜为基底材料,利用自制激光雕刻机在GO薄膜上激光直写制备由还原石墨烯材料组成的图案电极,使用PVA/H₂SO₄凝胶电解质提供导电离子,封装后组装成激光还原石墨烯超级电容器。通过SEM、TEM和Raman光谱等测试技术对制备的石墨烯超级电容器电极材料进行表征,结果显示石墨烯电极材料为多层纳米片结构;制备的石墨烯超级电容器再利用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗分析和循环寿命等测试方法对其电化学性能做进一步探讨。在5 m V s^-1的扫描速率下,石墨烯超级电容器的面积比电容达到2.03 m F cm^-2;在经过10000次的长时间寿命测试后,其库伦效率仍保持为原来的92%以上。（3）以商用聚亚酰胺（PI）薄膜为基底材料,利用自制激光雕刻机在PI膜上激光诱导生成石墨烯图案电极,在电极上均匀涂覆PVA/H₂SO₄凝胶电解质,封装后组装成激光诱导石墨烯超级电容器。采用SEM、TEM和Raman光谱表征激光诱导石墨烯电极材料的微观形貌和结构等信息,结果显示激光诱导石墨烯为无规堆叠的纳米片结构;通过循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电、循环寿命等测试方法对该超级电容器的电化学性能做一系列研究。研究结果显示,在5 m V s^-1的扫描速率下,激光诱导石墨烯超级电容器的循环伏安曲线呈现出规整矩形曲线,其面积比电容达到2.47 m F cm^-2;经过10000次的寿命测试后,库伦效率仍保持为原来的90%左右。采用自制激光雕刻机在柔性衬底上直写制备出石墨烯电极并组装为超级电容器的方法为新一代微型超级电容器及其它类型微纳器件的制备工艺带来了新的思路与探索方向。这种无污染、高精度的新型制备工艺在产能、效率方面都较传统的制备工艺有所提升,真正实现了短时间内大批量、大面积、可控制备各种微纳器件。另外,灵活的器件制备方式可以将微型超级电容器与MEMS和CMOS集成在微型电路中,为下一代集成电路中能量供应方面提供了新的思考方向;微型超级电容器构建在柔性基底上,其可弯折特性也为未来可穿戴设备中的能源供应问题提供了灵活的解决方案。