摘要：可穿戴技术电子行业快速发展，柔性储能也成为学术界和工业界关注的焦点。 柔性超级电容器具有充放电倍率快、功率密度高、循环寿命长、安全环保等优点，受到科研人员的青睐。 作为柔性器件的重要组成部分，具有高比表面积、良好导电性、优异机械性能、高负载能力和稳定电化学性能的电极材料有望组装高性能储能器件。 还原氧化石墨烯（RGO）薄膜因其具有满足柔性电极制备要求的各种特性，是一种理想的电极材料，因此受到越来越多的关注。 然而，RGO纳米片容易聚集和堆叠以及含氧官能团削弱电子传输性能的问题导致RGO薄膜的电容性能不佳。 基于此，本文主要围绕RGO及其中间产物氧化石墨烯（Oxide，GO），开展一系列柔性电极材料的设计和制备工作，并研究其在超级电容器系统中的电化学性能。 具体研究结论如下：（1）根据双层气泡膜的形成机理，设计并制备了厚度可控的RGO薄膜，可作为柔性超级电容器的电极材料。 该方法通过改变表面活性剂的添加量得到不同厚度的GO膜，然后采用/冰醋酸气相和液相两种还原方法实现GO膜的还原。 研究表明，气相还原RGO（气相还原RGO，VRGO）薄膜表现出不均匀还原效应，基于VRGO的器件倍率和电容性能较差，而液相还原RGO（液相还原RGO，LRGO） ）薄膜表现出17200 S m~(-1)的高电导率和优异的电化学性能，其质量比电容和面积比电容分别达到111 F g~(-1)和112 m F cm~(-2)。

此外，基于LRGO薄膜的柔性超级电容器在各种弯曲状态下表现出优异的结构和电化学稳定性。 (2)采用碘蒸气掺杂策略开发了碘掺杂RGO(I-RGO)薄膜。 该方法通过低温热处理使一定量的含氧官能团均匀分布在RGO薄膜上。 高性能电极材料。 研究表明，I-RGO薄膜的质量比电容在1.5～6.7 mg cm~(-2)的负载范围内几乎保持不变，即在0.4 A g~(-1)时其值约为150 F ）。 g~(-1)，并且随着负载的增加，I-RGO薄膜的面积比电容在1-30 mA cm~(-2)范围内始终保持准线性增加，最终达到6.7 mg cm~(-2)，其值可达1048 m F cm~(-2) (1 m A cm~(-2))。 此外，基于I-RGO薄膜的柔性器件不仅具有良好的循环寿命，而且连续180°弯曲600次后电容保持率为94%。 (3)采用新颖的折叠策略制备具有“折叠纸”结构的RGO膜。 该方法不仅可以实现RGO膜负载能力的倍增，而且可以利用RGO膜优异的面内电子传输性能来完成纵向电子传输，从而改善RGO较差的纵向电子传输性能膜。

研究表明，所制备的高负载折叠RGO（折叠RGO，F-RGO）薄膜表现出优异的电容行为。 通过增加折叠次数，F-RGO薄膜表现出“接力”电容保持行为，即在2-9 mg cm范围内质量比电容始终保持在180 F g~(-1) 〜（-2）。 ），体积比电容也呈现增加趋势，在11.3 mg cm~(-2)时其值可达232 F cm~(-3)。 同时，F-RGO薄膜的面积比电容也表现出“接力”电容增长行为，在17 mg cm~(-2)时其值高达3400 m F cm~(-2) 。 (4)利用GO膜溶胀策略制备了结构可控的自支撑RGO凝胶(RGO,GH)膜。 通过改变GO纳米片之间的微观作用力，如范德华力、氢键相互作用、静电斥力等，可以调控GO膜的溶胀程度，得到高度有序多孔结构的GH膜。 研究表明GH薄膜的质量比电容和面积比电容分别可达237.6 F g~(-1)和608 m F cm~(-2)。 基于GH薄膜的锌离子混合超级电容器还表现出99.3 mAh g~(-1)的优异储能容量和76.2 Wh kg~(-1)的高能量密度，并且还具有优异的循环寿命。 ，经过10000次充放电循环后，仍具有90%的电容保持率。

(5)利用毛细管收缩力和不挥发溶剂插层策略制备了柔性石墨烯基集成超级电容器。 该器件采用GO薄膜作为隔膜，对苯二酚（,HQ）分子修饰的RGO（HQ-RGO）薄膜作为电极材料，表现出优异的电化学性能。 研究表明，HQ-RGO薄膜的致密结构具有优异的电荷传输性能，可实现333 F g~(-1)和804.6 m F cm~(-2)的高比容量。 此外，器件的能量密度可达109.5 μWh cm~(-2)(1400 μW cm~(-2))，当功率密度为21060 μW cm~(-2)时，能量密度仍可达到60 μWh cm~(-2 )，证明此类器件具有非常好的储能性能。 而且，在180°弯曲角度连续弯曲800次后，器件容量仍能保持初始值的92%，表明器件具有良好的结构稳定性。