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随着柔性电子设备的快速发展,柔性储能设备成为新兴研究领域。柔性超级电容器可在特定条件下形成多种形状,能满足柔性电子设备对供能的需求。超级电容器的性能直接受电极材料的影响,因而制备高性能柔性超级电容器电极具有重要的理论及现实意义。本论文以聚苯胺（PANI）为主要电化学活性材料,以植酸作为酸掺杂剂和凝胶因子制备聚苯胺水凝胶;为赋予聚苯胺导电水凝胶柔性及高导电性,选用不同的柔性支撑材料及导电材料,并将其与植酸掺杂的聚苯胺水凝胶复合,制备了三种柔性导电复合水凝胶,并研究其结构和性能。Ⅰ.Ag NPs-PANI复合水凝胶的制备与性能研究为提高PANI水凝胶的导电性,选用银纳米粒子（Ag NPs）与PANI复合。首先将苯胺、植酸、硝酸银（AgNO3）混合,苯胺氧化形成水凝胶,同时利用苯胺原位还原AgNO3,使Ag NPs均匀地附着在PANI纤维上,形成Ag NPs-PANI复合水凝胶;以亲水碳布为柔性支撑材料,将Ag NPs-PANI复合水凝胶直接刮刀涂覆于碳布上,制成Ag NPs-PANI复合水凝胶柔性电极。Ag NPs-PANI复合水凝胶的电导率比PANI水凝胶提升了一个数量级以上;同时,其在充放电过程中具有较小的IR压降,0.5 A·g-1的电流密度下比电容达379 F·g-1。Ⅱ.PANI-GN复合水凝胶的制备与性能研究石墨烯（GN）水凝胶被证实具有较好的导电性及柔性,因而将其与PANI水凝胶复合以制备较高性能的柔性导电水凝胶。首先将2 mg·m L-1、3 mg·m L-1和4 mg·mL-1的氧化石墨烯（GO）分散液通过水热法制成水凝胶,用水合肼将其还原成GN水凝胶;扫描电子显微镜显示2 mg·mL-1的GO分散液制备的石墨烯水凝胶具有更好的三维多孔微观结构。将GN水凝胶与苯胺、植酸在一定的比例下复合,再原位聚合得到PANI-GN复合水凝胶;当石墨烯与聚苯胺的质量比为1:100时,得到的PANI-GN复合水凝胶具有更高的比电容,在0.5 A·g-1的电流密度下,其比电容为286 F·g-1。在1 A·g-1电流密度下经过1000次恒流充放电后,复合水凝胶比电容值保留了88%.Ⅲ.PANI-PVA互穿网络复合水凝胶的制备与性能研究为进一步提高导电水凝胶的柔性,以聚乙烯醇（PVA）为柔性支撑材料,在PVA水溶液中直接形成PANI水凝胶,再通过多次冻融循环过程,PVA链和PANI紧密地互相交联在一起,形成连续的互穿网络结构的水凝胶。这种结构一方面赋予水凝胶良好的柔性及强度,另一方面为电解液离子的高效传输提供了通道;循环冻融次数会对复合水凝胶的结构产生较大影响,经过冻融循环的凝胶与未冻融的相比,凝胶结构更连续完整,材料的比表面积增大,致使复合水凝胶的压缩强度及电容性增加;冻融循环4次后,凝胶结构及电容性不再随冻融次数增加而发生较大的改变。在0.5 A·g-1的电流密度下,PANI-PVA互穿网络水凝胶的比电容为314 F·g-1。PANI-PVA互穿网络水凝胶显示了极好的柔性,折叠180°后仍能保持原有的性能,经过100次折叠后水凝胶的比电容仍能达到原有的96%。因而,柔性PANI-PVA互穿网络复合水凝胶能作为柔性电极在超级电容器中有潜在的应用价值。