可穿戴电子器件在各个领域的广泛应用,迅速推动了高性能柔性储能器件的快速发展。相较于传统的静电电容器,作为新型储能器件的超级电容器,拥有更高的能量密度和功率密度,但与传统的储能装置相比,柔性储能装置的倍率性能仍需改善。本文为了优化柔性超级电容器的综合性能,设计研发了一种基于3D交联微纳米聚吡咯电极和孔隙化聚乙烯醇(PVA)固体电解质的全固态柔性超级电容器。研究内容主要包括以下几个方面:设计3D微纳米结构电极材料。目前绝大多数的电极材料稳定性不高,这主要是由于电极材料的结构为聚集的颗粒状结构,电解液离子在充放电过程中会不断地进出电极材料,导致导电聚合物不断地膨胀/收缩,一定程度上破坏了稳定性,本文研发的3D微纳米结构电极材料,形成更为稳固的结构支撑,避免了结构的破坏,提高了材料的稳定性和电导率。研发PVA-H2SO4多孔固态电解质。柔性超级电容器要求使用全固态或半固态电解质,但通常固态电解质的离子电导率比水性电解质电导率低得多,这导致倍率性能显著下降。本文通过设计多孔电解质,提供快速的离子/电子导通通道,进而提高电导率。利用3D微纳米结构电极和多孔固态电解质组装超级电容器,这种结构优势在于可以提供快速的电子/离子传输途径以加速界面赝电容反应的动力学特性,电导率和倍率性能得到提升,同时表现出优异的柔韧性。