随着柔性多功能可穿戴电子设备的迅速发展，人们对储能装置性能(电化学性能、机械性能)的要求越来越高^[1-5]。超级电容器又称电化学电容器，能量密度介于平板电容器和电池之间，具有功率密度高、充放电速度快和循环寿命长等优点，因此，柔性超级电容器的研究受到广泛关注^[6-10]。

超级电容器根据储能机理可分为两类：双电层电容器(Electric Double Layer Capacitors，EDLCs)和赝电容器^[11-14]。EDLCs工作原理为电极与电解质之间电荷的吸附和分离，是一个纯物理过程，所以EDLCs非常依赖比表面积大的电极材料，如碳纳米管(Carbon Nanotubes，CNT)、石墨烯(Graphene，G)等纳米碳材料。而赝电容器是通过过渡金属氧化物/氢氧化物和导电聚合物(Conducting Polymers，CPs)等在电极表面发生快速可逆的法拉第反应来储存电荷，通常赝电容器的比电容比EDLCs大，然而其电极材料的导电性和循环稳定性较差。

电极材料作为柔性超级电容器中主要结构之一，在实现高功率密度和高能量密度以及高机械性能方面发挥着至关重要的作用，应具备以下特点：高比表面积、高比电容、高电导率、优异的循环稳定性和机械性能。导电聚合物因具有高比电容、高导电率、易于合成且具有传统聚合物材料的柔韧性等特点成为最具潜力的柔性超级电容器电极材料^[15-16]。在超级电容器中应用最广泛的导电聚合物有：聚苯胺(Polyaniline，PANi)、聚吡咯(Polypyrrole，PPy)、聚噻吩(Polythiophene，PTh)及其衍生物。然而，纯导电聚合物作为超级电容器电极材料时存在缺陷：一是会因为充放电过程中的掺杂−去掺杂引发体积变化而导致循环稳定性差，二是导电聚合物致密的结构导致实际容量远低于理论容量。因此，通常将导电聚合物和其他活性材料复合，利用不同组分间的协同效应赋予它们更高的循环稳定性和能量存储能力^[17-18]。目前，与导电聚合物复合的材料主要包括纳米碳材料、过渡金属氧化物以及二维纳米材料。与碳纳米管和金属氧化物相比，二维纳米材料如石墨烯、过渡金属碳/氮化物(MXenes)以及过渡金属硫属化合物等作为复合材料具有诸多优点，如片层仅有单个或多个原子层的厚度，材料具有更多的活性位点；更高的比表面积更易与导电聚合物复合；二维层状结构有利于堆叠，使得材料具有良好的柔性。然而，二维材料片层间的π-π作用和范德华力使纳米片易于堆积，降低有效电荷存储面积，限制了其电化学性能。与导电聚合物形成复合材料，既可以缓解二维层状材料的堆叠问题，提高二维材料的容量，又可以利用二维材料的二维柔性结构提高导电聚合物的循环稳定性和赝电容利用率^[19-20]。

本文首先总结了二维材料与导电聚合物复合材料从一维到三维的制备与组装策略，然后综述了它们在柔性超级电容器中的应用进展。最后，指出了导电聚合物基复合材料在柔性超级电容器中面临的挑战，对其未来的发展趋势进行了展望。

柔性超级电容器中应用最多的二维纳米材料包括石墨烯、MXene和过渡金属硫属化合物(如MoS₂)等等，它们独特的二维层状结构为高活性电化学位点参与反应提供了很大的可能性^[21-22]。但二维纳米片层材料具有较大的长径比以及较强的π-π相互作用和范德华力而易于重新堆叠和团聚，这会极大限制其比表面积，从而限制其电化学性能^[23-24]。导电聚合物亦是如此，虽然具有高导电性、高活性等特点，但是一般基于CPs的电极具有较差的循环稳定性。当二维材料与导电聚合物形成复合材料时，二者的协同效应可提高电极材料的循环稳定性以及电化学性能。目前，为满足在柔性超级电容器中的应用要求，各种不同宏观结构的复合材料被相继开发出来，主要包括纤维状、薄膜状和三维泡沫状3种结构。

纤维状复合材料的普适性制备方法是将一组分制备成纤维，然后将另一组份沉积到纤维上形成复合纤维。Meng等^[25]报道了一种制备一维导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，PEDOT)包裹的石墨烯纤维电极材料的方法。该研究小组首先利用一步水热法制备了石墨烯纤维(Graphene Fiber，GF)，然后用原位界面聚合法在GF表面上包覆PEDOT(GF/PEDOT)。这种壳−核结构纤维材料超级电容器不仅具有较高的比电容，而且具有良好的柔韧性，既可以打结，还可以用做编织柔性电子衣物或其他产品的材料。Wu等^[26]制备了一种聚苯胺纳米棒阵列和石墨烯的复合纤维材料(Polyaniline/Graphene，PAN/G)。该小组先通过微流控装置制备石墨烯纤维，然后利用化学聚合在该纤维上生长聚苯胺。这种复合纤维电极在电流密度为0.1 mA·cm⁻²时，最大比电容为729 mF·cm⁻²，是纯石墨烯(231 mF·cm⁻²)的3倍多。由该复合材料组成的微型纤维超级电容器具有高面积比电容和高循环稳定性，并且在不同弯曲角度下其电容衰减可忽略不计，具有良好的柔韧性。这种纤维状电极材料的复合策略是利用可控装置制备纤维状石墨烯基底，然后在基底模板表面沉积CPs，这样可以避免石墨烯片层之间的堆叠问题，提高复合材料的可利用表面积，但这种复合策略对复合材料的结构要求比较高。另外一种制备复合纤维的方法是采用湿法纺丝将两组分直接制备成纤维。这种复合策略采用物理方法直接制备成纤维状电极，对材料的结构要求不高，但对复合材料的比例有一定的要求。Zhang等^[27]将不同比例的MXene分散液和聚苯乙烯磺酸盐掺杂的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT：PSS)分散体混合制成均匀的纺丝液，将该纺丝液在硫酸中凝固制备复合纤维(M_xP_y，其中x和y表示MXene和PEDOT:PSS的比例)，然后洗去杂质，最后在卷轴上收集(如图1所示)。该纤维表现出1489 S·cm⁻¹的高导电率，比其他文献报道的Ti₃C₂T_x基纤维(290 S·cm⁻¹)导电率约高5倍。当M_xP_y中MXene比例约为70%(随着MXene负载量的增加，纤维在收集和处理过程中容易断裂)时，该纤维在5 mV·s⁻¹扫描速率下表现出614.5 F·cm⁻³的高比电容。

图 1(Figure 1)

图 1 (a) 湿法纺织装置示意图(b)纤维被搜集在卷筒上照片[27] Figure 1 (a) Schematic diagram of wet spinning device (b) Photograph of fiber being collected on the reel[27]

为了适应平面状柔性超级电容器的发展，薄膜状结构复合材料被广泛研究。制备这种薄膜状复合材料通常有抽滤法和原位聚合沉积法。Li等^[28]为了抑制MXene纳米片之间的堆叠，提高MXene的电化学性能，在MXene片层之间引入了导电聚合物PEDOT作为间隔物，经真空抽滤以及硫酸处理制备了Ti₃C₂T_x/PEDOT:PSS薄膜(如图2所示)，该薄膜具有优异的柔韧性，比表面积增加了4.5倍，并且可以多次折叠或扭曲而不发生结构损坏。该复合膜电极在2 mV·s⁻¹的扫描速率下显示出了1065 F·cm⁻³的高比电容。Qin等^[29]研究发现：经H₂SO₄处理后的Mo_1.33CMXene/PEDOT:PSS薄膜比原始Mo_1.33C/PEDOT和未经H₂SO₄处理的Mo_1.33C/PEDOT：PSS薄膜具有更高的比电容(在2 mV·s⁻¹的扫描速率下电容为1310 F·cm⁻³)和高倍率性能，并且在10000次循环后仍然保持原来比电容的90%，在不同弯曲角度下都有着优异的电化学稳定性。该研究组发现由于导电高分子PEDOT的插入，使得MXene片层之间距离增大，以及PEDOT与MXene表面官能团发生协同效应，提高了材料的电化学性能以及稳定性。和其他二维层片状材料一样，MoS₂纳米片之间易堆叠，不利于其电化学性能，而与导电聚合物复合后，CPs可以充当MoS₂纳米片之间电荷传递的桥梁。Ge等^[30]利用Li⁺插层剥离法制备了MoS₂纳米片分散液，然后加入到PEDOT:PSS分散体中，经真空抽滤得到了一种自支撑的MoS₂/PEDOT薄膜。这种自支撑薄膜组成的超级电容器具有高体积比电容、高机械稳定性以及高体积能量密度(4.9 mW·h·cm⁻³)的优点。这证明了PEDOT和MoS₂的层间协同作用提高了导电性和电荷转移率。Moussa等^[31]报道了一种将PANi纳米管插入石墨烯层中的复合膜电极材料PANi-NT/graphene制备方法。PANi可以还原石墨烯，作为间隔物阻止石墨烯堆叠，还可以贡献赝电容，改善电容性能。这种复合膜电极超级电容器在电流密度为1 A·g⁻¹时，显示出369.5 F·cm⁻³的比电容。MXene、MoS₂、石墨烯等二维材料都会因片层之间的范德华力作用相互团聚导致比表面积和电容的降低，从而限制其在储能装置中的应用，上述复合策略将CPs插入二维材料片层之间，减少片层堆叠，提高电化学性能。

图 2(Figure 2)

图 2 (a) Ti3C2Tx/PEDOT:PSS薄膜电极制作机理简图(b) Ti3C2Tx/PEDOT:PSS薄膜照片(c)Ti3C2Tx/PEDOT:PSS薄膜横截面SEM图[28] Figure 2 (a) Ti3C2Tx/PEDOT: PSS film electrode fabrication mechanism diagram (b) Ti3C2Tx/PEDOT: PSS film photo (c) Ti3C2Tx/PEDOT: PSS film cross section SEM image[28]

另外一种复合薄膜的制备方法是先将一组分组装成薄膜，然后将另一组分沉积到薄膜上形成复合薄膜。这种复合策略简便易行，能在不同基底上沉积CPs。Mushtaque等^[32]报道了一种用冰晶诱导相分离技术，在柔性石墨烯纸上制备了大孔结构石墨烯薄膜(Macroporous Structured Graphene Thin Films@Graphene Papers，MGTF@GPs)，并通过原位电聚合将PANi沉积在MGTF上得到了PAn@MGTF@GPs复合膜(如图3所示)。这种电极结构的超级电容器显示出优异电化学性能，特别是高的面积比电容(538 mF·cm⁻²)，并且具有高循环稳定性和显著的变形电容稳定性，在1000次和3000次循环后，仍然保持了初始值的87%和83%。

图 3(Figure 3)

图 3 (a) PAn/MGTF复合膜制作过程简图 (b) PAn/MGTF复合膜照片 (c) PAn/MGTF复合膜SEM照片 (d) 扫描速率为10 mV·s−1，PAn/MGTF电极在不同弯曲条件下的CV曲线图[32] Figure 3 (a) Schematic diagram of PAn/MGTF composite membrane production process (b) PAn/MGTF composite membrane photo (c) PAn/MGTF composite membrane SEM photo and (d) at a scan rate of 10 mV·s−1, PAn/MGTF composite membrane electrode under different bending conditions CV curve diagram under[32]

三维泡沫状复合材料不仅可以提供大的比表面积和加速电荷的传输，而且密度小、电导率高，可以提高比电容和循环稳定性，这使得它成为柔性储能装置的理想结构材料^[33]。

石墨烯的二维结构使其具有优异的导电性、机械柔韧性、化学稳定性以及比碳纳米管更大的比表面积(2675 m²·g⁻¹)^[34-35]，但二维石墨烯片的无效堆积和断裂，降低了石墨烯的比表面积和高导电性。三维石墨烯泡沫结构复合材料可以有效避免这个问题，其中，三维石墨烯网格泡沫通常采用模板比如纳米多孔镍(Nanoporous Nickel，np-Ni)制备。Hamzeh等^[36]报道了一种用CVD法在np-Ni表面沉积石墨烯，然后通过电化学在石墨烯包覆的np-Ni上沉积聚吡咯，最后刻蚀掉np-Ni得到了石墨烯-聚吡咯壳核结构的三维连通空心纳米管复合材料(Graphene Polypyrrole Nanotubes，nt-GPPy)(如图4所示)。这种复合电极材料在50 mV·s⁻¹的扫描速度下循环13000次后还保留有原比电容的75%，在电流密度为0.15 A·g⁻¹时表现出509 F·g⁻¹的高比电容，组装的全固态柔性超级电容器也有优异的体积比电容，以及21.6 W·h·kg⁻¹的高能量密度和32.7 kW·kg⁻¹的高功率密度。Li等^[37]利用三聚氰胺泡沫(Melamine Foam，MF)模板逐层组装的方法制备了氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)包覆的MF(MF/G)，然后在MF/G上原位聚合吡咯形成MF-G-PPy三维复合泡沫材料。这种逐层组装的方法相比于前面的电化学沉积法具有易于控制形状和尺寸的优点。这种复合材料电极在75%压缩应变重复100次压缩释放后电化学性能不变。以上两种具有开放孔隙率的三维互连纳米管结构有效避免了二维石墨烯片的无效堆积和断裂，为电荷储存和电解质离子的快速传输以及电荷转移反应提供了大的比表面积。复合材料中的三维石墨烯网络不仅缓冲了充放电过程中的体积变化，而且使整个电极保持了较高的导电性。

图 4(Figure 4)

图 4 泡沫状GO-PPy复合材料制作过程简图[36] Figure 4 Schematic diagram of the production process of foamed GO-PPy composites[36]

不同结构的二维材料/导电聚合物复合材料的性能总结如表1所示。

表 1(Table 1)

表 1 不同复合材料电极电化学性能 Table 1 Electrochemical performance of different composite electrodes 结构 电极复合材料 比电容(装置) 循环稳定性 参考文献 纤维状 GF/PEDOT 0.53 mA·cm−2下15.39 mF·cm−2 在0°~180°弯曲状态下循环300次电容保持率为78% [25] PAN/G 0.1 mA·cm−2下230 mF·cm−2 循环8000次电容保持率为87% [26] MXene/PEDOT:PSS 0.5 A·cm−3下285.2 F·cm−3 循环10000次电容保持率为95% [27] 薄膜状 Ti3C2Tx/PEDOT:PSS 1.5 mA·cm−1下117 F·cm−3 循环10000次电容保持率为80% [28] Mo1.33C/PEDOT：PSS 0.5 A·cm−3下568 F·cm−3 循环10000次电容保持率为90% [29] MoS2/PEDOT:PSS 0.2 A·g−1下141.4 F·cm−3 循环5000次电容保持率为98.6% [30] PANi-NT/graphene 1 A·g−1下369.5 F·cm−3 循环5000次电容保持率为97.6% [31] PAn@MGTF@GPs 538 mF·cm−2 循环3000次电容保持率为83% [32] 三维泡沫状 nt-GPPy 0.2 A·g−1下514 F·cm−3 循环13000次电容保持率为75%(电极) [36] MF-G-PPy 0.5 A·g−1下427 F·g−1 循环5000次电容保持率为82%(电极) [37]

表 1 不同复合材料电极电化学性能 Table 1 Electrochemical performance of different composite electrodes

为了适应各种应用条件下的柔性电子设备，柔性固态超级电容器的结构主要分为3种：三明治结构、叉指结构和纤维型结构。这3种结构也极大促进了柔性超级电容器在柔性电子穿戴设备领域的应用。

三明治结构柔性固态超级电容器一般由柔性封装材料、集流体、柔性电极、固态电解质组成。顾名思义，它是一种层层堆叠的夹层结构，而其特殊结构可以使柔性电极和电解质紧密贴合，有利于电极活性材料内部离子的快速移动。

对于三明治结构超级电容器，复合材料电极多为薄膜状。一般来说，制备柔性电极有两种方法，一种是将活性材料附着在柔性基底上，另一种是制备自支撑活性材料电极^[38-41]。将活性材料沉积在柔性基底上(如工业纸、纤维素纸)或者对柔性基底进行改性制备柔性电极都取得了良好的效果。例如，Li等^[38]将通过电化学剥落法制得的石墨烯片溶液直接涂布在工业纸张上，然后利用电化学聚合法将PANi沉积在石墨烯纸上制得柔性聚苯胺涂层石墨烯纸(PANi-GP)(如图5所示)。这种柔性PANi-GP材料电极在0.2 mA·cm⁻²的电流密度下表现出176 mF·cm⁻²的面积比电容，组装成的柔性超级电容器有优异的面积比电容性能和机械柔韧性。Liu等^[39]利用纤维素(Cellulose Foam，CF)纸的粗糙多孔结构将氧化还原石墨烯均匀地附着在其表面，这种纤维素表面大量官能团有利于和其他材料结合提高性能。然后利用化学方法将PANi沉积在氧化还原石墨烯纤维纸上形成PANi-rGO/CF复合纸。这种复合材料超级电容器在5 mV·s⁻¹的扫描速率下约有292 F·g⁻¹的比电容，并且在弯曲原长度10%和折叠180°后仅损失了3.4%和5%的最大比电容，具有良好的柔韧性。Barakzehi等^[40]利用聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)织物做柔性基底，通过浸泡干燥方法将石墨烯附着在衬底上，然后将其浸泡在含有抗坏血酸溶液中还原成还原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide，rGO)-PET基底，最后在基底上生长PPy，得到了一种柔性纺织基电极材料。这种材料在20 mV·s⁻¹条件下循环6000次后，还保持有76%的原电容，并且具有优异的柔韧性和稳定性，组装的超级电容器在1 mV·s⁻¹的扫描速度下显示了0.23 F·cm⁻²的比电容。

图 5(Figure 5)

图 5 PANi-GP纸的制备过程[38] Figure 5 PANi-GP paper preparation process[38]

不同于依靠柔性基底的电极，自支撑活性材料电极依靠复合材料之间相互作用形成自身具有柔性的复合材料电极。Hu等^[41]利用原位聚合法制得球状PANi，这种球状的PANi在GO表面官能团的作用下很好地附着在GO上，然后还原制得了PANi在复合膜中分散均匀的rGO/PANi薄膜，该膜在充放电电流密度为0.5 A·g⁻¹时，最大比电容为424.4 mF·cm⁻²。制备的固态柔性超级电容器在200次弯曲测试后，比电容几乎没有变化，并且在2000次充放电循环后依然保持原最大电容的80%。Zhu等^[42]将PPy插入到Ti₃C₂层片间形成自支撑导电薄膜(PPy/l-Ti₃C₂)，组装成的超级电容器在0.3 mA·cm⁻²的电流密度下显示出35 mF·cm⁻²高面积比电容，并且在不同弯曲状态下和10000次充放电后都具有稳定的电化学性能。这种自支撑柔性电极材料在柔性超级电容器中取得了良好的电化学性能，且制备方法相比于在基底上沉积活性材料简便。

对于一些特殊储能设备，传统夹层超级电容器体积难以满足要求，为促使小型储能装置的发展，人们设计出了具有叉指结构的微型超级电容器(Miniature Supercapacitor，MSC)。

这种具有叉指结构电极的MSC容易集成，尺寸小，并且可以控制电极之间的距离来提高离子传输速率。叉指微电极是一种阵列电极，根据其制备方法不同，可将其分为自上而下和自下而上两种方法。自上而下法是指在已制得的活性薄膜材料上刻蚀出需要的形状而形成叉指微电极，刻蚀方法有光刻、激光刻蚀、等离子体刻蚀、微流体刻蚀等^[3]。Song等^[43]利用一种水分散石墨烯/磺化聚苯胺(Reduced Graphene/Sulfonated Polyaniline，rG/SP)复合材料在水溶液中沉积在柔性基底上形成rG/SP薄膜，然后通过等离子体刻蚀得到了叉指微电极阵列，这种rG/SP微电极MSC在10 mV·s⁻¹的扫描速率下显示出了3.31 mF·cm⁻²的高面积比电容，并且在1000次弯曲和扭折后还保持有原比电容的97.5%和96.5%，显示出了良好的电化学性能和机械性能。这种自上而下的微电极制备方法能很好地刻蚀出所需要的电极阵列，为MSC的研究奠定了基础。

不同于自上而下的方法，自下而上法是根据所需微电极形状，在柔性基底上沉积复合活性材料，沉积方法有电泳沉积、喷涂、机械压印等方法^[44-46]。Gao等^[46]利用电聚合法在rGO泡沫上沉积PPy得到了PPy/rGO泡沫，然后将复合材料泡沫在具有微电极阵列形状的模板中压印，得到了PPy/rGO微电极阵列(如图6所示)。这种PPy/rGO微电极MSC具有高面积比电容、高能量密度(6.1 μW·h·cm⁻²)以及高功率密度(0.4 mW·cm⁻²)，并且在1000次弯曲循环测试后还保持有原比电容的82.15%。

图 6(Figure 6)

图 6 PPyG-MSC制备过程图[46] Figure 6 PPyG-MSC preparation process diagram [46]

不同于三明治平面结构超级电容器和微型超级电容器，纤维型超级电容器具有横截面积小、重量轻、尺寸小和易集成等优点，被广泛应用于可穿戴纺织物件上。它具有独特的线性结构，能够弯曲和拉伸，满足织物的柔韧性要求。所以对于这种特殊结构超级电容器的电极材料需要满足以下条件：纤维型结构、优异的机械柔韧性、高电化学性能。

基于纤维型超级电容器的组装方式不同，可将其结构分为3种：平行排列型、缠结型和同轴型。对于平行排列型结构，它是由两个纤维型电极和隔膜或者电解质平行排列组成的结构。Suchithra等^[47]报道了一种GF-PEDOT壳/核纤维型电极材料，这种由G@PEDOT电极材料组装成的平行排列型超级电容器具有优异的电容性能和循环性能，并且在180°弯曲2.5 h比电容基本不变。另外，为了提高电极的电化学性能，有研究小组制备了一种rGO和PEDOT:PSS混合的空心电极材料^[48]，用这种空心电极材料制备的平行型超级电容器也显示出了良好的电化学性能，并且电容在500次弯曲后基本不变，显示出优异柔韧性和稳定性。

对于缠结型结构，它是由缠绕的两个纤维电极以及电解质组成。Zan等^[49]报道了一种CNT-G/PANi复合纤维电极材料，将两个这种涂覆了PVA-H₃PO₄凝胶电解质的电极缠绕起来，然后再在缠绕部位涂PVA-H₃PO₄凝胶电解质制成固态缠绕型超级电容器。该研究组将这种电容器缠绕在不锈钢棒上制成弹簧状，这种弹簧状超级电容器在1 A·g⁻¹电流密度下，表现出138 F·g⁻¹的比电容，并且在拉伸率为800%的条件下循环5000后还约保持有原比电容的77.3%。这种弹簧状结构改变了人们对以往缠绕型纤维超级电容器不可拉伸的认知。

对于同轴型结构，它是由内电极、电解质或隔膜、外电极组成。这种结构具有离子传输途径短的优点。Shen等^[50]报道了一种由羧甲基纤维(CMC)包裹着的三元体系壳核结构电极材料GCP-35@CMC，GO作为基底，引入PEDOT和CNT能阻止GO片层的堆叠，并能促进离子的传输。该电极组装的同轴型纤维超级电容器具有高面积比电容和良好的循环稳定性，在0°到180°不同弯曲条件下循环弯曲10000次后，其电容几乎没有变化，显示出了极高的柔韧性。

具有不同结构的柔性超级电容器的性能总结如表2所示。

表 2(Table 2)

表 2 不同类型结构超级电容器电化学性能 Table 2 Electrochemical performance of supercapacitors with different types of structures 结构 电极复合材料 比电容(装置) 循环稳定性 参考文献 三明治结构 PANi-GP 20 mV·s−2下123 mF·cm−2 在0°-180°弯曲状态下循环500次电容保持率为74.8% [38] rGO-PPy/PET 1 mV·s−1下0.23 F·cm−2 循环6000次电容保持率为76% [39] rGO/PANi 5 mV·s−1下0.92 F·cm−2 循环2000次电容保持率大于80% [40] PANi-rGO/CF 5 mV·s−2下292 F·g−1 循环1000次电容保持率为89% [41] PPy/l-Ti3C2 0.3 mA·cm−2下35 mF·cm−2 在任意弯曲状态下循环10000次电容保持率为100% [42] 叉指结构 rG/SP 10 mV·s−1下3.31 mF·cm−2 在弯曲或扭曲状态下循环1000次电容保持率为96.5% [43] PPy/rGO 0.4 mA·cm−2下22 mF·cm−2 循环1000次电容保持率为82.2% [46] 纤维型结构 G@PEDOT 0.5 A·cm−3下78.8 F·cm−3 循环20000次电容保持率为97.2% [47] rGO-PEDOT:PSS 0.08 mA·cm−2下304.5 mF·cm−2 循环10000次电容保持率为96% [48] CNT-G/PANi 1 A·g−1下138 F·g−1 在800%拉伸状态下循环5000次电容保持率为77.3% [49] GCP-35@CMC 0.1 mA·cm−2下396.7 mF·cm−2 循环5000次电容保持率为90.4% [50]

表 2 不同类型结构超级电容器电化学性能 Table 2 Electrochemical performance of supercapacitors with different types of structures

为了提高柔性超级电容器的综合性能，大多研究都是在二维纳米材料基础上展开的。二维材料具有比表面积大、机械性能好的优点以及易堆叠的缺点，而与导电高分子复合既可以增加赝电容，又可以提高电导性和促进电荷转移。为了提高复合材料的协同作用，研究者基本采用下列策略：(1) 将导电高分子作为插层材料，与二维材料制成异质结构，防止二维材料堆叠，提高电化学活性位点；(2) 将导电高分子与二维材料利用官能团之间的相互作用复合，提高电极材料分子链稳定性；(3) 将复合材料制成壳−核结构，增加导电性和比表面积；(4) 通过电化学沉积、化学沉积等方法复合，提高电极材料的电化学性能和机械稳定性。在未来，柔性超级电容器的发展重点在于电极材料。需要探索和发现高容量材料以及合理的复合策略，利用材料之间表面官能团的相互作用形成稳定的结构，或者改变复合材料用量比例、结构组装等方式来增加与电解质之间的界面反应，以及利用现代技术如3D打印等来制备特定结构的复合材料电极来提高性能。