超级电容器在过去数十年间引起了研究者们的广泛兴趣，特别是当代社会便携式、可穿戴式的电子产品的发展，使得超级电容器更加引人瞩目。超级电容器可以高效地实现能量的储存，并具有良好的循环稳定性及绿色环保等优势。开发出高能量转换效率的电极材料，并组装出高性能储能器件，可以满足柔性可穿戴电子产品的供能要求。由于石墨烯独特的结构赋予其优越的机械、电学性能以及比表面积等特性，因此宏观石墨烯材料有望在柔性可穿戴式电子器件及能源等领域发挥重大的作用。在本论文中，我们设计并构筑了一系列结构不同的石墨烯纤维，它们表现出优越的电导率、强度及弹性性能，此外，它们在超级电容器等能量储存领域也表现了突出的应用价值。以氧化石墨烯（GO）和脱氧胆酸钠（NaDC）作为前躯体，通过超声、搅拌制备得到复合水凝胶纺丝液。将该纺丝液通过注射器注入到乙醇中，洗涤得到半程有序结构的氧化石墨烯纤维，干燥并还原得到无序致密结构的石墨烯纤维（GFs）。GFs的电导率高达3.08×104S/m，强度为238MPa，性能优于湿纺法及水热法做出的纤维。通过外力的辅助作用，对纤维的内部结构进行有效调控得到长程有序且结构致密的带状石墨烯纤维（GRs），该纤维具有更高的性能，其电导率为5.7×104S/m，比GFs高了1.9倍，甚至高于用大片GO制备的GFs；GRs的强度（404MPa）也相应的提高了1.7倍，可以与退火后和大片GO制备的GFs相媲美。此外，通过结构调控，将石墨烯组装成具有高弹性性能且长程有序螺旋结构的带状石墨烯纤维（EGRs）。这种特殊的长程有序螺旋结构赋予EGRs超高的弹性性能，在拉伸应变小于50%时，表现出优越的弹性性能和良好的循环稳定性。在整个拉伸和回复过程中甚至拉伸到70%时该EGRs的电阻均保持不变，其断裂伸长率可达86%，远远大于目前制备的石墨烯纤维。EGRs在保持高弹性性能的同时还具有高电导率（3.55×104S/m）和强度（102MPa）。因此，有理由相信这三种不同结构和性能的石墨烯纤维在柔性可穿戴电子能源领域有着很大的运用潜能。通过进一步改进湿纺法工艺制备了具有三维交联结构的氧化石墨烯纤维，然后直接还原成多孔结构的石墨烯纤维（PGRs）。这种PGRs电极材料内部独特的三维交联结构能有效的防止石墨烯之间的再堆垛，扩大PGRs的可用比表面，特别是加大了电极材料内部石墨烯比表面积的利用；同时水分子的存在能诱导凝胶电解质的浸润，从而能有效的解决石墨烯基电容器中电解质的浸润性问题。将PGRs与H3PO4/PVA凝胶电解质组装成全固态纤维状的超级电容器，测试发现PGRs基超级电容器在电流密度为0.1A/g下的比电容高达208F/g，与目前报道的碳管和石墨烯掺杂的纤维基超级电容器性能相当。此外，该PGRs基超级电容器在循环5000次后，还能保持初始电容的99%，甚至弯曲至180°时，比电容基本不发生变化。将其编织到手套中弯曲100次后，电容性能仅下降5%，表明该PGRs电极材料内部结构稳定，在柔性超级电容器中具有良好的应用前景。