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随着可穿戴医疗设备、电子皮肤、人造肌肉等研究的不断进步,推动了可拉伸电子学研究的快速发展。可拉伸能源存储器件,如高容量锂离子电池和超级电容器等,是可拉伸电子设备的必备组成部分,对可拉伸技术的开发和可拉伸电子市场的发展具有重要意义。作为能源存储器件的核心组分,传统刚性的电极是阻碍当前可拉伸能源存储器件发展的重要挑战。本论文针对上述问题,设计了可拉伸电极和透明可拉伸电极,构筑了可拉伸锂离子电池、可拉伸超级电容器和透明可拉伸超级电容器,探索了超级电容器在传感器领域的应用,主要研究内容如下:1.利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）的拉伸性和单壁碳纳米管（SWCNT）的导电性,以方糖为模板,获得了可拉伸的三维多孔PDMS/SWCNT复合框架基电极,解决了传统锂离子电池中金属箔刚性、不可拉伸和活性材料负载量低、多次拉伸容易脱落的难题。PDMS/SWCNT框架最高拉伸度可达62%,在不同轴方向拉伸均具有稳定导电性,50%应变、500次拉伸-释放循环后归一化电阻恢复到原始值并保持稳定。基于三维多孔PDMS/SWCNT基电极、聚（偏二氟乙烯-co-六氟丙烯）（PVDF-HFP）基凝胶隔膜、PDMS封装层,获得了优异电化学性能和良好机械变形性能的全组分可拉伸的锂离子电池。制备的全组分可拉伸锂离子电池在0.069 C下,实际容量可高至0.81 m Ah cm-2。即使在0.075 C、50%拉伸应变和100次拉伸释放循环后,全电池仍能提供0.66 m Ah cm-2的高容量,并在各种极端变形下显示出稳定的电化学性能。这项工作为构建具有高电化学性能和高拉伸性能的全组分可拉伸的锂离子电池开辟了一条可行的途径,在新一代可穿戴便携式储能装置中显示出广阔的应用前景。2.利用聚合物共聚酯（Ecoflex）弹性体优异的拉伸性,以绵白砂糖颗粒为模板,将Ecoflex弹性体与糖颗粒以不同质量比混合,再结合SWCNT的导电性及聚（3,4-乙撑二氧噻吩）:聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）的电化学性能,获得了优异拉伸性及高性能的三维多孔Ecoflex（1:3.5）/SWCNT/PEDOT:PSS基超级电容器和Ecoflex（1:1.5）/SWCNT/PEDOT:PSS基应变传感器。制备的超级电容器面积容量为29.63m F cm-2,最高能量密度为2.08μW h cm-2,最高功率密度为618.12μW cm-2。超级电容器在各种变形条件下（弯曲、160%拉伸应变）具有稳定的电化学性能。Ecoflex（1:1.5）/SWCNT/PEDOT:PSS基应变传感器应变工作范围大（60%）,灵敏度高（应变范围为0-25%、25-60%对应的应变因子GF分别为14.7、80.6）。可拉伸超级电容器-应变传感器集成体系固定在手指关节、手腕及胳膊肘关节上,成功检测到各种运动引起的应变。这项工作证明了Ecoflex/SWCNT/PEDOT:PSS基一体式可拉伸传感集成体系在人体可穿戴领域应用的巨大潜力。3.利用PEDOT:PSS的透明导电性和SWCNT网络的拉伸性,采用简单、低成本的全溶液法制备了大面积透明可拉伸PEDOT:PSS/SWCNT混合导电电极,解决了传统金属箔电极刚性且不透明的难题。基于透明可拉伸SWCNT/PEDOT:PSS复合电极,结合透明可拉伸聚乙烯醇（PVA）/H3PO4凝胶电解质,获得了透明可拉伸超级电容器,最大面积电容为0.12 m F cm-2,可见光透过率72%,在50%拉伸应变下,其比电容仍能保持初始电容的98%。以透明可拉伸超级电容器为供能单元,结合高灵敏电阻型压力传感器,获得了可拉伸透明超级电容器-压力传感器集成系统。集成系统成功检测由手、胳膊和腿部运动产生的应变。这项工作证明了在日常可穿戴设备中使用透明可拉伸超级电容器-可穿戴压力传感器集成系统进行人体运动监测的可行性。