纤维素纳米纤维,从天然植物中分离出来,在能量存储装置中具有广阔的应用前景。而水体系电池因为制备简单,环境友好,且生物相容性好,受到国内外研究者的广泛关注。因此本文以纤维素纳米纤维为出发点,制备柔性复合纸和水凝胶,探究其作为柔性电池电极材料时的性能,考察了其组装成电池的应用能力。本论文的研究内容主要包括以下三个部分:(1)为了保证柔性电池,选择使用沉积锌作为电池电极,以纯纳米纤维素薄膜做隔膜,在不同的水体系电解液中,沉积锌展示出不同的电化学性能,其中氯化铵、氯化锌、硫酸锌混合溶液中,沉积锌展示出良好的电化学循环性能,在4A/g电流密度下循环充放电1000次,保容率达到83.1%,无刺穿隔膜的短路现象;(2)在制得的GNP/CNF复合膜上电沉积PANI,CNF的加入不但与GNP混合良好,展示了更好的机械强度,同时能诱使PANI在复合膜上更迅速的沉积聚合,并使复合膜有更好的电化学性能,选择50w%含量的CNF复合膜,能够保证复合膜有足够的导电性能,电沉积15min,即制备得容量153mAh/g的柔性锌电池正极。(3)纤维素纳米纤维的溶胀在混合的水凝胶中提供了丰富的孔径,提高了电解液向活性材料的离子扩散。由于导电石墨纳米片促进离子扩散和电子传输之间的平衡,在混合水凝胶中纤维素纤维素纳米纤维的最佳成分为50w%。从优化的混合水凝胶组装的水性锌离子电池具有高的比容量为149.4mAh/g,能量密度为113.2mW/g。此外,混合水凝胶也保证了水性锌离子电池的高柔性。在机械弯曲下,电化学性能仅有一点衰减。在充电完成后,可以点亮LED灯泡,证明所制备的电池有实际应用可能。