聚苯胺由于具有良好的电导率,高的理论比电容,是一种应用广泛的赝电容电极材料。显然,制备具有理想的微结构和组分分布的聚苯胺电极材料成为进一步改善和增强电极材料的性能的最重要的问题。本论文采用了三种新型技术制备聚苯胺电极材料,并组装了三种类型的性能优良的超级电容器器件。对超级电容器的性能进行了评估,对器件的微观结构进行了表征,进而分析了器件的微观结构与宏观性能之间的关系:体积比电容是赝电容超级电容器在实际应用中的关键指标,致密和均匀的微结构将增加体积比电容。将聚苯胺的N-甲基吡咯烷酮溶液与氧化石墨烯混合,制备出聚苯胺含量分别是10 wt.%,30 wt.%,50 wt.%,70 wt.%,90 wt.%和100 wt.%的均匀的聚苯胺/氧化石墨烯混合溶液。混合溶液通过溶液浇铸方法制备成为聚苯胺/石墨烯柔性复合膜。所有的复合膜都具备致密且无孔的微观结构,聚苯胺和还原氧化石墨烯在其中分布均匀。结合石墨烯优异的电导率和聚苯胺的高的赝电容,含有90 wt.%的聚苯胺的复合膜具有1354 F cm-3的体积比电容。原位聚合法常用于制备聚苯胺复合凝胶,但是聚苯胺在凝胶中倾向聚集。为了使聚苯胺均匀分布在复合凝胶中,我们采用溶液辅助自组装技术制备聚苯胺有机凝胶。通过溶液辅助自组装技术将聚乙烯醇引入聚苯胺的N-甲基吡咯烷酮溶液中,并优化聚苯胺和聚乙烯醇的含量。凝胶的表征结果证明聚苯胺通过氢键自组装均匀吸附在三维聚乙烯醇网络上,并对该网络提供了一定增强作用。优化后的有机凝胶具有很高的机械强度和优异的弹性性能,可以通过模塑和3D打印技术加工成各种形状和结构,从而在可拉伸超级电容器中得到广泛的应用。以聚苯胺溶液作为超级电容器的电活性电解质,可以避免潜在的复杂电极加工过程,挑战在于如何制备掺杂态的聚苯胺溶液。因为三氟甲磺酸可以有效掺杂聚苯胺,而且其掺杂产物可以使N-甲基吡咯烷酮发生电离,从而避免掺杂聚苯胺的聚集沉淀,因此本文以三氟甲磺酸作为掺杂剂,N-甲基吡咯烷酮作为溶剂,制备了稳定的掺杂聚苯胺溶液。以掺杂态聚苯胺溶液作为活性电解质,还原氧化石墨烯凝胶作为电极材料,构筑了活性电解质增强的超级电容器,并使电化学窗口扩大至1.5 V。聚苯胺溶液活性电解质显著提升了器件的循环稳定性。