随着能源需求的快速增长和化石燃料的不断消耗，当今社会面临着越来越严重的能源与环境问题。为解决这些问题，一方面要发开可再生清洁能源，超级电容器由于其大功率输入输出、快速充放电的优异特性通常作为清洁能源的储能器件；另一方面要节约能源，电致变色器件通过调节自身颜色、发射率（透射率）的变化广泛应用于建筑物、交通工具等设施中起到节能作用。因此本论文主要研究具有电致变色功能的超级电容器，具体研究内容如下：
　　首先，设计制备基于应力补偿效应的对称式结构电极。采用柔性基底的超级电容器或电致变色器件，在电镀活性材料聚苯胺（PANI）过程中基底由于受力不平衡易发生弯曲，从而影响电极表面活性材料质量。本论文设计制备了基于应力补偿效应的对称电极，采用柔性尼龙作为基底，通过在尼龙两侧同时电镀PANI形成电极，有效提高电极表面PANI均一性以及PANI与基底粘附性。
　　其次，设计制备单片集成器件。为进一步减小器件体积，提高器件的体功率和能量密度，本论文设计以多孔尼龙为基底的单片集成器件。采用热蒸发工艺在尼龙两侧镀金，由于热蒸发工艺的遮罩效应两侧金不会发生短路；之后在尼龙两侧电镀 PANI，将凝胶电解质通过真空抽滤的方式渗透进尼龙基底从而构成器件。器件厚度近似为尼龙基底厚度，相对于传统的组装式器件大大减小了器件体积，且具有更加良好的柔性，在卷曲状态下仍可正常工作。当电流密度为0.25 mA cm-2时，器件单电极面积比电容为341.7 mF cm-2；当器件体功率密度为147.8 mW cm-3时，对应体能量密度可达3.4 mWh cm-3。器件具有良好的循环稳定性，经过6500次循环之后电容保持量为93.2%。此外，设计自供电能量收集系统，充分利用该单片集成器件的能量存储与电致变色功能。器件在能量存储/释放的过程中均伴随着颜色变化，因此可直观通过器件当前颜色判断所处能量水平，为双功能器件的应用提供了一种可行的方案。
　　最后，提出一种简易的使尼龙基底碳化的方式，有效提高器件的功率和能量密度。在组装式超级电容器制备过程中，通过控制温湿度环境可使得尼龙基底发生碳化。通过拉曼光谱分析验证了碳化后新产物的生成，通过电化学特性测试验证碳化后的产物和PANI均可作为活性材料，可有效提高器件的功率和能量密度。