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柔性固态超级电容器因其灵活轻便、性能稳定以及良好的生物安全性受到了广泛的关注。取向排列的碳纳米管阵列(ACNT)已经被证明具有规整的孔结构和快速的电子、离子传输通道,非常适合用作超级电容器以及各种电池器件的电极材料。然而其超疏水的纳米间隙不利于常规水溶性凝胶电解质的渗透,较弱的机械强度也难以支持复杂的化学修饰与复合,在制备柔性超级电容器件时很容易造成器件内阻增加、阵列结构的破坏以及倍率效应下降等问题。本文使用含有氧化还原活性小分子的水性凝胶电解质对ACNT进行真空辅助填充,解决了活性凝胶电解质的渗透问题,构筑高效电子传输通道的同时增加了阵列的机械强度,并利用原位电化学聚合反应制备了聚苯胺纳米颗粒附着CNTs外壁结构的高性能“三明治”型E-PANI@PVA@ACNT柔性水凝胶超级电容器器件。与无规缠结的碳纳米管粉末相比,碳管阵列取向排列的结构确保了器件具有高效的离子、电子传输效率,保证了器件的高功率密度以及良好的倍率性能,同时其纳米间隙还可以大幅提高器件的循环稳定性。在本文中进一步利用溶剂挥发收缩法获得了高密度碳纳米管阵列(DACNT),制备了比电容量高达2.8 F·cm-3(0.65 F·cm-2,2 mV·s-1),最大能量密度为 0.39 mW·h·cm-3(0.09 mW·h·cm-2)的E-PANI@PVA@DACNT超级电容器器件。另外,通过利用氧化还原增强的界面赝电容行为,制备了对苯二酚/碳管阵列(HQ@PVA@ACNT)和对苯二胺/碳管阵列(PPD@PVA@ACNT)两种水凝胶超级电容器器件,结果表明碳管阵列纳米限域效应以及电活性物质与碳管间强烈的相互作用可以有效抑制器件的自放电行为。这种新型柔性超级电容器不但具有优秀的电化学储能性质,还满足环保、安全的理念,为未来新能源装置的开发提供了新思路,具有良好的应用前景。