当前,经济的快速发展伴随着能源的日益枯竭,人们对便携式及可穿戴电子设备的需求也日益剧增,因此寻求可持续、低成本的以及环境友好型的高性能储能器件已成为全球深入研究的重点,对现代社会的可持续发展至关重要。柔性全固态超级电容器因具有良好的柔韧性、较高的功率密度、快速的充放电速度、较长的循环寿命和较高的使用安全可靠性等特征而备受关注。聚吡咯凝胶材料不仅具有分级多孔结构、连续导电网络、成分和结构的易调节性以及易于功能化等优点,还具有独特的力学行为、自支撑性等特点,因此在柔性全固态超级电容器中具有广阔的应用前景。具有可逆氧化和还原特性的生物质材料单宁酸因具有来源丰富、成本低、可再生和生物可降解特性,被广泛开发成为构建高性能超级电容器的更经济和可持续的选择。为此,本研究将单宁酸与聚吡咯复合制备TA/PPy-Fe3+复合水凝胶,并探究其在超级电容器中的应用。进而通过在TA/PPy-Fe3+复合水凝胶的制备过程中加入不同的金属离子对其性能进行调控以进一步提高单宁酸/聚吡咯水凝胶的电化学性能和力学稳定性。主要研究工作概述如下:（1）以单宁酸（TA）作为分散剂,以吡咯单体（Pyrrole）为起始原料,以Fe3+作为引发剂,通过吡咯的原位聚合法制备单宁酸/聚吡咯(TA/PPy-Fe3+)水凝胶。随后将TA/PPy-Fe3+作为电极材料组装成全固态超级电容器,并对其结构、力学性能、电化学性能以及自放电性能进行了研究。所制备的TA/PPy-Fe3+水凝胶电极表现出优异的电化学性能:在电流密度为1 A g-1时,TA/PPy-Fe3+的比电容高达545.6 F g-1;电流密度为20 A g-1时,其仍可以保持243.4 F g-1的比电容值;在10 A g-1大电流密度下循环1000次后,TA/PPy-Fe3+的比电容保留率为49%。此外,TA/P P y-F e3+还具有优异的力学性能,其最大压缩应力达到了21 KPa。TA/P P y-F e3+所组装的全固态超级电容器同样表现出卓越的电化学性能:在1 m A cm-2的电流密度下,器件面积比电容为953 m F cm-2;当电流密度增加到20 m A cm-2时,其仍然具有的398.7 m F cm-2比电容值;器件在3 0 0 0次循环后仍然能保持其初始值的5 5.6%;开路电位下,器件在9 h后的两端电位为0.39 V,2 h后的漏电流为36.5μA。（2）为进一步提高TA/PPy-Fe3+水凝胶的电化学性能,在制备TA/P P y-F e3+水凝胶的过程中引入Ni2+,Co2+,Cu2+和Zn2+四种金属离子,经过化学氧化法制备了不同的复合水凝胶。随后将所制备的水凝胶作为电极材料组装成超级电容器,并对它们的电化学性能进行了研究。其中,加入Ni2+所制备的水凝胶(TA/PPy Ni-Fe3+)性能最优。其组装得到的全固态超级电容器在1 m A cm-2电流密度下表现出1325 m F cm-2的面积比电容,在20 m A cm-2电流密度下,仍然可以保持为562.2 m F cm-2。此外,器件在10 h后两端电位为0.41 V,2 h后的漏电流仅为23.6μA。