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随着能源需求的不断增长和化石燃料资源大量消耗，探索可持续的、环保的新能源以及可靠、稳定、低成本的能量存储系统已经成为现代科学发展的重大课题，也是现代社会正面临着的关键挑战之一。与此同时，由于现代社会消费者对高科技产品的期望方向偏向于功能性与创新性，赋予原有的产品更先进和更便捷的属性成了当前研究热点。这其中最具代表性的就是电子设备的功能化，以实现电子设备可弯曲、可折叠、可拉伸等性能为目的。一些原来的概念型产品也逐渐走入大众眼中，如可穿戴电子产品、电子纸、智能衣服、电子皮肤、可弯曲智能手机等。上述新型电子设备的发展对与之相匹配的电化学储能器件提出了新要求。在众多电化学储能器件的探索开发中，最引人注目的当属锂离子电池（LIB）和超级电容器（SC）。但是传统LIB和SC通常是刚性、体积大和质量重的，与可穿戴电子设备的发展要求显然不符，开发柔性电化学储能器件无疑具有重要意义和现实要求。
本论文聚焦柔性一维纱线超级电容器的研发，以普通纺织纱线作为柔性电极材料基底，通过对导电网络结构与纳米储能材料结构的合理设计与调控，制备了两种性能优异的柔性超级电容器电极材料。具体的研究内容如下：
（1）以棉纱线（CT）作为柔性电极材料的基底材料，通过化学镀方法在棉纱线内部纤维表面生长金（Au）纳米层，形成三维连续导电网络，并进一步作为集流体。以棉线/金复合纱线（CT/Au）为基底，通过电沉积的方式在 CT/Au 表面构筑三维纳米片状结构的硫化钴镍（CoNi2S4）层，最终制备出棉线/金/硫化钴镍（CT/Au/CoNi2S4）柔性电极材料。CT/Au/CoNi2S4柔性纱线电极具有优异的电化学性能，比电容值在电流密度为1A/g时可达1323 F/g。电化学稳定性好，2000次充放电循环后仍能保持初始比电容的82%。同时电极材料结构稳定， 200次弯折后比电容保留率为96%。组装的全固态对称纱线超级电容器，在功率密度为1.43 kW/kg时，能量密度可以达到36.25 Wh/kg， 3000次充放电循环测试后，比电容率仍能保持84%。
（2）在前面工作的基础上，采用 CT/Au 纱线为柔性导电基底，先以水热法在CT/Au纱线上生长NiCo2S4纳米管阵列，再在NiCo2S4纳米管上电沉积一层镍钴双氢氧化物（Ni-Co LDH），得到纳米分层复合结构的棉线/金/硫化钴镍/镍钴双氢氧化物（ACY/NiCo2S4/Ni-Co LDH）柔性电极材料。在电流密度为2 mA/cm2时，其比电容可以达到5680 mF/cm2，2000次充放电循环测试后比电容保留率为79%。此纱线电极材料具有良好的柔性和电化学稳定性，250次弯折后，比电容保留率可达到95%。组装的全固态柔性纱线对称超级电容器在功率密度为163.2μW/cm2时，能量密度为3.6μWh/cm2。
本论文聚焦柔性一维纱线超级电容器的研发，以普通纺织纱线作为柔性电极材料基底，通过对导电网络结构与纳米储能材料结构的合理设计与调控，制备了两种性能优异的柔性超级电容器电极材料。具体的研究内容如下：
（1）以棉纱线（CT）作为柔性电极材料的基底材料，通过化学镀方法在棉纱线内部纤维表面生长金（Au）纳米层，形成三维连续导电网络，并进一步作为集流体。以棉线/金复合纱线（CT/Au）为基底，通过电沉积的方式在 CT/Au 表面构筑三维纳米片状结构的硫化钴镍（CoNi2S4）层，最终制备出棉线/金/硫化钴镍（CT/Au/CoNi2S4）柔性电极材料。CT/Au/CoNi2S4柔性纱线电极具有优异的电化学性能，比电容值在电流密度为1A/g时可达1323 F/g。电化学稳定性好，2000次充放电循环后仍能保持初始比电容的82%。同时电极材料结构稳定， 200次弯折后比电容保留率为96%。组装的全固态对称纱线超级电容器，在功率密度为1.43 kW/kg时，能量密度可以达到36.25 Wh/kg， 3000次充放电循环测试后，比电容率仍能保持84%。
（2）在前面工作的基础上，采用 CT/Au 纱线为柔性导电基底，先以水热法在CT/Au纱线上生长NiCo2S4纳米管阵列，再在NiCo2S4纳米管上电沉积一层镍钴双氢氧化物（Ni-Co LDH），得到纳米分层复合结构的棉线/金/硫化钴镍/镍钴双氢氧化物（ACY/NiCo2S4/Ni-Co LDH）柔性电极材料。在电流密度为2 mA/cm2时，其比电容可以达到5680 mF/cm2，2000次充放电循环测试后比电容保留率为79%。此纱线电极材料具有良好的柔性和电化学稳定性，250次弯折后，比电容保留率可达到95%。组装的全固态柔性纱线对称超级电容器在功率密度为163.2μW/cm2时，能量密度为3.6μWh/cm2。