电化学电容器(又称超级电容器)具有比容量大、功率密度高、循环寿命长等优点,在电动汽车、航空航天和个人多媒体等领域得到了广泛的关注。近年来,柔性和可穿戴式微型器件在工业生产和人类生活中发挥着越来越重要的作用。该类器件的运行需要特殊的驱动装置,它们的电源系统应当具备轻质、柔性、体积小等特点。纤维状超级电容器由于具备上述优点,被认为是柔性可穿戴设备的理想驱动电源。利用各种碳基材料制备纤维状超级电容器,是一种最常见的途径。但是,由于碳材料固有的双电层储能机制,导致碳基纤维状超级电容器的容量非常低。此外,另一个限制其超级电容性能的原因是电极与电解质的接触面积有限,只有纤维外表面可以与电解质接触,导致电解质离子很难传输到电极的内部。为了解决上述问题,在具有良好导电性的纤维状基底上生长具有赝电容性质的材料,获得杂化电极材料,有望提高电极的超电容性能。含过渡金属的层状双金属氢氧化物(LDH)是一类重要的赝电容材料,具有电化学活性高、循环稳定性好、制备简单等优势。本论文分别以石墨烯中空纤维及Ni金属线作为集流器,在其表面制备了 CoNi-LDH及NiO@CoNi-LDH阵列,通过对其组成和结构的控制,实现了超电容性能强化,进一步构筑了微型超电容器件,表现出较高的能量密度及循环稳定性。具体研究工作如下:(1)RGO@CoNi-LDH中空纤维柔性电极的制备及其超电容性能研究首先通过热还原法制备了管壁由层状堆叠石墨烯(RGO)构成的中空纤维,再利用电沉积法在RGO中空纤维内外表面垂直生长CoNi-LDH纳米片阵列(片层大小～500nm,片层厚度～10nm)。得到的RGO@CoNi-LDH中空纤维电极表现出高达570 mF cm-2的比容量(电流密度为0.25 mAcm-2),并且恒电流充放电2000次后仍有95.3%的容量保留比(电流密度为1mAcm-2)。此优异的电化学性能可归因于杂化电极的多孔核壳结构、RGO高的导电性以及CoNi-LDH的赝电容性能。基于纤维优良的力学性能和耐弯曲性能,可将RGO@CoNi-LDH纤维状电极植入可穿戴织物里面。进一步把RGO@CoNi-LDH和制备的活性炭负极进行组装,制备了RGO@CoNi-LDH//RGO@AC微型超级电容器,表现出超高的能量密度(0.525 mW cm-2)和功率密度输出(8.89 μWhcm-2),该数值优于大多数文献报道的其它纤维状超级电容器,在柔性和可穿戴器件领域具有潜在应用价值。(2)Ni/NiO@LDH纤维状柔性电极的制备及其超电容性能研究通过内源刻蚀法和电化学电沉积法,在Ni金属线(直径0.3 mm)表面制备了以多孔NiO纳米带(宽度0.5-1 μm,长度6-8 μm,厚度～20 nm)为核,以CoNi-LDH纳米片(片层大小80-100 nm,厚度～10 nm)阵列为壳的Ni/NiO@LDH杂化电极。此Ni/NiO@LDH电极表现出高比电容(1.63Fcm-2)、优良倍率性能(当电流密度从2.5A cm-2增加到20 A cm-2时容量保留比为90.7%)、高库伦效率(～100%)和良好的循环稳定性(1000次充放电仍有97.6%的保留比)。将Ni/NiO@LDH电极与活性炭负极组装成纤维状超级电容器,表现出超高的能量密度和功率密度输出,当功率密度从150 mWcm-3增加到900 mW cm-3时,器件的能量密度仅仅从6.98 mWh cm-3降到了 6.0 mWh cm-3。与前人文献对照,本工作得到的微型超电容的功率与能量密度处于较优的水平。与第一部分工作制备的RGO@CoNi-LDH电极材料相比,Ni/NiO@LDH电极具有更优异的电化学性能(比容量、倍率性能、循环稳定性),且以Ni/NiO@LDH为正极的微型超电容器件也表现出更高的能量密度和功率密度输出。