随着科学技术的不断发展,智能服饰、智能手表和活动追踪器等便携式可穿戴电子产品被广泛普及和使用,极大地改变了人类的生活方式。然而,这些智能电子产品需要更加合适的储能装置来匹配。在石油危机和环境问题日益严重的今天,电化学能量储存装置正发挥着越来越重要的作用。超级电容器是20世纪开发的一种有效的电化学储能产品,由于具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长、使用温度范围广和无污染等优点,从而吸引了国内外研究者的广泛关注。尤其是基于纤维的超级电容器,因为质量轻、体积小、灵活性高、可编织等优点,可以植入到可穿戴电子设备中,具有巨大的商业应用前景。然而,目前纤维超级电容器的研究存在以下问题:（1）能量密度低,限制了它的实际应用;（2）机械稳定性差,不能在发生机械形变时维持高电化学性能;（3）制备方法复杂或周期长,不利于工业生产。针对以上问题,本文以导电性优异和柔韧性高的碳纳米管纤维作为基底,采用简单且高效的研究方法对纤维电极进行改性,制备高性能且机械稳定性优良的纤维超级电容器。本研究采用的方法简单易行、成本低、周期短且不需要苛刻的实验条件,对生产可穿戴电子储能设备具有重大参考价值。具体研究内容如下:（1）采用低电压电泳沉积法,在碳纳米管纤维（CNF）上制备三维多孔的碳纳米管（CNTs）网络结构,并在此基础上进一步电化学沉积聚苯胺（PANI）,从而得到CNF/CNTs/PANI双核鞘结构,将纤维电极平行贴在柔性聚二甲基硅氧烷薄膜表面,用PVA-H₃PO₄凝胶电解质覆盖获得柔性超级电容器,研究了其电化学性能和机械稳定性。实验结果表明,双核鞘结构的全固态超级电容器在0.5 mA cm^-2的电流密度时,具有67.31 mF cm^-2的高比电容。在5000次充放电循环后,比电容损耗低于10%。此外,它也具有高机械稳定性,在发生不同程度的弯折时,电容几乎没有变化。并且在经历500次0°到180°的反复弯曲循环后仍然能够保持99.8%的初始电容。（2）采用电化学沉积技术在碳纳米管纤维表面分别一步沉积三维多孔碳纳米管/聚吡咯（CNTs/PPy）和还原氧化石墨烯（rGO）形成核鞘结构。以CNF/CNTs/PPy为正电极、CNF/rGO为负电极,用PVA-H₃PO₄凝胶电解质组装成全固态非对称扭曲状的纤维超级电容器。探索了沉积时间（50s、100s、200s、300s）对CNF/CNTs/PPy电极性能的影响以及非对称超级电容器的电化学性能、循环稳定性和机械稳定性。实验结果表明,当沉积时间为200 s时,CNF/CNTs/PPy电极的面积比电容最高,达到184.5 mF cm^-2。非对称超级电容器的电势窗口扩宽到1.6 V,在电流密度为0.5 mA cm^-2时,面积比电容高达58.82 mF cm^-2,面积比能量密度为20.91μWh cm^-2,最大功率密度为6.4 mW cm^-2。而且,在任意的弯折状态下,电容器的电容基本维持不变。在经历200次往复弯曲循环之后,仍然可以维持98.6%的初始电容,表现出优异的机械稳定性。此外,超级电容器经过10000次恒流充放电后比电容仍然维持90%。