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超级电容器又被叫作电化学电容器,它的储能特性处于普通电容器和电池之间,是一种全新高效的能量储存器件。超级电容器相较于电池具有环保无污染、使用寿命长等特点;与普通电容器相比充放电速度快、具有较高的能量密度和功率密度。现已被广泛用于数码产品、后备能源系统以及电动力汽车等领域。近年来,随着可穿戴设备以及便携式电子器件的快速发展,小型化便携式设备向着“轻、薄、短、小”的方向发展,促使了对相应的微/纳级功率源的迫切需求。因而,微型超级电容器应运而生,它是一种微型高功率电化学储能器件,它兼顾了器件的便携性与柔韧性,以其体积小、功率密度高、可在瞬间提供有效功率峰值等的独特优势,人们的目光越来越多的聚集到柔性平面超级电容器的研究与应用上。本文以纸质衬底为基底,用电化学剥离石墨烯为原料,采用立体涂覆法制备出柔性石墨烯电极阵列以及超级电容器。使用扫描电镜(SEM)、电化学工作站(solartron 1260)等检测手段对电极阵列以及超级电容器的电学性能、微观形貌、柔性性能、循环性能进行表征和分析。对电极阵列的研究结果表明:石墨烯电极依然保持纸基的多孔纤维状结构,且其电学性能与微观形貌密切相关;立体涂覆法制备的微电极阵列具有立体导电特性以及很好的柔韧性能,当电极弯曲180度后,电极电导保持率高达97%,弯曲循环2400次后,电导保持率仍在90%以上,表明电极阵列良好的柔性性能。对超级电容器进行电化学性能与柔性测试表征分析,利用循环伏安法得到:在10m V/s扫描速率下,面积比电容高达5.87mF/cm~2;将电容器弯曲60°、90°、120°、150°、180°进行循环伏安测试,结果表明:在180°弯曲角度下电容器面积比电容依然高达96%;利用恒电流充放电测试方法得到:在0.1mA/cm~2的电流密度下,电容器面积比电容为6.43m F/cm~2,具有较高的面积比电容值;在0.2mA/cm~2电流密度下,电容器经过2000次循环测试后,电容保持率仍在90%以上,充分表明了所制备超级电容器具有很好的电容特性、柔韧性与循环稳定性。此外,本文还表征分析了电极阵列电学性能、柔韧性、微观结构以及超级电容器性能之间的关系,研究结果表明:石墨烯电极阵列的电学性能与电极的柔性性能以及电容器的储能性能密切相关:结构致密的电极电阻小,柔韧性高,但致密的结构会阻碍电解质向电极内部的浸润,使储存电荷活化面积减小,从而导致超级电容器的储能性能有所下降。