可穿戴设备和柔性显示技术的迅猛发展对能源存储器件的要求越发严格,其中柔性超级电容器因具有出色的能量和功率密度、长循环寿命得到了市场的认同和消费者的青睐。铜氧化物（Cu O和Cu2O,简称CuxO）作为常见的金属氧化物,因其理论比电容高、无毒、原料丰富、易制备等优点近年来在储能领域引起广泛关注。然而,与众多金属氧化物一样,固有电导率低、纳米相易团聚、循环稳定性较低的缺点限制了其规模化应用。虽然CuxO纳米材料的制备方法很多,但是以传统的涂覆工艺将CuxO涂在电极片上会导致材料严重团聚,从而导致实际比电容与理论比电容相差甚远;同时与电极片结合不紧密致使长时间循环充放电后性能急剧下降。因此,优化工艺制备形貌均一、不团聚、循环寿命长的CuxO复合材料,同时具有高导电性、比电容,成为了当下研究的重点。本文以泡沫铜（Cu foam,CF）为铜源和集流体,在其表面利用化学氧化法合成了形貌均一的CuxO纳米线,利用Ag纳米粒子和Mn2O3纳米片对其进一步改性,提升其电化学储能特性,拓宽其应用领域。以改善纳米CuxO团聚性为目标,采用化学表面氧化+退火工艺制备出原位自生长CuxO/CF电极材料。泡沫铜为CuxO纳米线的生长提供了大量活性位点;同时作为铜源,无需其他铜的前驱体参与反应。CuxO纳米线阵列均匀有序地生长在泡沫铜骨架上,未发生团聚现象。调控反应时间得到CuxO/CF-20、CuxO/CF-40、CuxO/CF-60和CuxO/CF-80四组样品。当电流密度为2 m A cm-2时,CuxO/CF-60具有最大比电容(354.6 m F cm-2),且表现出较好的循环寿命（5000次的循环测试后依旧保有初始容量的93.8%）。在10-100 m V s-1的扫描速率范围内,赝电容贡献率从23.5%上升至48.7%。全固态非对称超级电容器的最大比电容为125m F cm-2,Rs和Rct分别是2.29Ω和7.19Ω,最大能量密度和功率密度分别为25μWh cm-2和6 m W cm-2。以提高电极材料导电性和降低超级电容器内阻为目标,利用简单的置换反应在CuxO/CF上复合了Ag纳米粒子。调控反应时间得到Ag/CuxO/CF-10、Ag/CuxO/CF-20、Ag/CuxO/CF-40和Ag/CuxO/CF-60四组样品。Ag/CuxO/CF-40的Rs和Rct比CuxO/CF下降了28%和55%,导电性得到显著提升。最大比电容为1192 m F cm-2(2 m A cm-2),较CuxO/CF提升了两倍多。10000次循环后比电容依旧高达1112 m F cm-2,表现出极佳的循环寿命。当扫描速率从5 m V s-1扩大到100 m V s-1时,赝电容贡献率从45.1%上升至88.1%。以Ag/CuxO/CF为正极制备柔性全固态非对称超级电容器,器件的Rs和Rct分别是1.53Ω和0.21Ω,电阻得到很大改善。最大能量、功率密度分别为46.32μWh cm-2和9 m W cm-2。将两个器件串联可点亮一个2V的LED灯90秒,在0°-90°条件下弯曲250次,性能仅衰退6.9%。以进一步提升电极材料比电容和器件能量密度为目标,利用水热法在CuxO纳米线上成功合成了Mn2O3纳米片,构筑了Mn2O3/CuxO核壳结构。制备不同反应时间的三组样品Mn2O3/CuxO-6、Mn2O3/CuxO-9和Mn2O3/CuxO-12进行表面形貌对比和性能分析。当电流密度为2 m A cm-2时,Mn2O3/CuxO/CF-9具有最大比电容(1403.5 m F cm-2),且在10000次的循环测试后依旧保有初始容量的92.8%,证明核壳结构在稳定材料结构及保持循环性能的有效性。Rs和Rct分别为0.78Ω和0.18Ω,表明电极材料具有良好的导电性。当扫描速率从5 m V s-1扩大到100m V s-1时,赝电容贡献率从59.8%上升至86.8%。柔性非对称超级电容器的Rs和Rct分别是1.80Ω和1.53Ω,最大能量密度和功率密度分别为120.2μWh cm-2和6.49 m W cm-2,能量密度相较于单体及其与Ag纳米粒子复合材料有了大幅度提升。串联三个器件,可持续点亮LED灯4分钟。本文以泡沫铜为基底,利用表面氧化法合成了CuxO纳米线,大大改善纳米材料的团聚现象和循环性能,有利于电化学性能的提升。Ag纳米粒子进一步促进电子的传递与交换,有效提高电极材料的导电性和比电容;而利用水热法负载二维Mn2O3纳米片,综合提升电极材料的比电容和器件的能量密度,同时保持了优秀的循环性能。所制备的柔性非对称超级电容器具备出色柔性和机械稳定性,在多次大角度弯曲下无明显性能衰退,可以持续点亮LED灯并稳定供能。近年来可穿戴设备和柔性显示技术逐渐成熟,储能器件的发展趋向柔性化、轻量化,研发高性能的柔性的储能器件具有重要意义。