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电致变色是指材料在外加电场调控下其光学性质发生可逆变化的现象,在建筑智能窗、显示以及伪装等领域展现出巨大的应用前景。当前,在变色材料的种类、颜色丰富性等方面取得了突出进展。但当前的研究仍然以开发单一变色功能、刚性结构的电致变色器件为主。近年来,电子信息技术的进步使得各种柔性、可穿戴、智能化、多功能的电子器件得到快速发展;电致变色技术具有通过电信号准确、快速调控颜色变化的能力,将在未来新型电子器件的应用上展现出重要的作用与价值。因此,开发具备一定的柔性或可穿戴特性、多功能化的电致变色器件是当前该领域中重要的研究方向之一。基于此,本论文以电致变色器件的多功能化开发为目标;以聚苯胺类材料为研究体系,探索了反射型结构的电致变色-超级电容器、电致变色-锌离子电池等多种类型薄膜器件;围绕聚苯胺基器件的稳定性、器件性能提升等问题,采用小分子掺杂改性、结构修饰等策略,开展对材料设计、电致变色性能、储能特性、红外发射率调控性能等方面的研究工作。具体研究内容如下:（1）利用电致变色与超级电容器器件结构的相似性,基于电致变色器件自身结构及功能层材料出发,开发电致变色-超级电容器多功能器件,赋予器件通过颜色估算其储能水平的智能特性,具有重要的实用价值。聚苯胺类材料在电致变色、储能领域应用广泛,然而该材料在多次着色（充电）/褪色（放电）过程中由于离子的反复掺杂引起体积的膨胀与收缩,会导致分子链破裂造成循环性能衰减。为此,将具有较大刚性结构的芘类分子（PTSA）作为苯胺单体的分散剂以及聚苯胺骨架的稳定剂改善其循环性能。制备出的薄膜（PANI-PTSA）呈现球状颗粒堆积形貌,优化了最佳的苯胺单体与PTSA分子改性比例。进一步将制备得到的薄膜电极封装成反射型器件,薄膜器件可实现从浅绿色到绿色到深黑色的颜色变化,响应速度小于3 s;该器件在循环3000次后,电容性能可保持初始的79%,比未改性的薄膜器件提高了约29%;器件在1 m A cm-2的电流密度下,其面积比电容值达到169.15 m F cm-2;在不同弯曲角度下电化学性能保持良好,具备较好的柔性。（2）以阴离子掺杂改性形式进入聚苯胺薄膜内部的PTSA分子自身不具备电化学活性,在一定程度上增加了电极质量导致其储能性能提升有限。为进一步提升聚苯胺基电致变色-超级电容器电化学性能,提出选用具有氧化还原活性的蒽醌-1-磺酸钠（AQS）分子对聚苯胺进行掺杂改性的策略,进一步还探索了将其作为电解质添加剂,利用改性剂在薄膜内部或界面处的法拉第反应存储电荷提升其性能。制备得到的薄膜（PANI-AQS）形貌为纳米针状,具有较大的比表面积有利于电致变色性能和电化学储能性能的提升。组装的反射型薄膜器件保持了良好的电致变色性能,可实现浅绿色到绿色到深黑色转变,响应速度小于2 s。器件在1 m A cm-2的电流密度下采用AQS改性的电解液获得了194.2 m F cm-2的面积比电容值;在5000次循环后可保持初始电容性能的72.1%,比PANI在普通电解质中提升了31.5%。（3）除超级电容器外,电致变色还可与二次离子电池进行集成,基于电池广泛的应用场景,集成器件的多功能属性将带来巨大的市场前景。电致变色与锌离子电池集成,一般采用弱酸性电解液防止对锌电极的腐蚀,而聚苯胺类材料在弱酸性电解液中存在电化学活性减弱的问题。基于此,提出采用将苯胺单体与苯胺-2,5-二磺酸分子进行电化学共聚策略,制备出聚合物链上带有磺酸基团的自掺杂聚苯胺（SPANI）。借助聚合物链上的磺酸基团提供的质子,SPANI可在较宽的p H值范围内保持良好的电化学活性。基于SPANI基的电致变色-锌离子电池薄膜器件（EC-ZIB）表现出显著的颜色变化,可从浅黄色到深绿色渐变;该器件还具有较高的能量和功率密度,分别为181.1 Wh kg-1@501.8 W kg-1和124.7 Wh kg-1@9148.6 W kg-1;不同弯曲角度下电化学性能保持良好,器件具备优异的双功能特性。（4）将电致变色-锌离子电池器件的光谱调控范围从可见光进一步拓展到中远红外波段,将为电致变色与二次离子电池集成器件的应用带来更加广阔的应用场景,如智能伪装、热控等。基于此,在材料设计上,采用苯胺单体与3-氨基苯磺酸单体共聚制备出高性能自掺杂聚苯胺薄膜（SP（ANI-MA））。在器件开发上,采用热压覆膜工艺封装,优化筛选了表层透明封装膜,探究了电解质对红外调控性能的影响。制备出的多功能薄膜器件（HWEC-ZIB）在3～5μm波长范围红外发射率调控范围为0.28,在8～14μm范围内为0.19,具备较好的热红外伪装领域应用潜力与价值。在可见光波段可实现土黄色到深绿色的渐变调控,对可见光波段的伪装能力进行了模拟,表明薄膜器件可适应于装备在土地、草地等典型背景下的可见光伪装。在储能性能方面,薄膜器件在0.1 mA cm-2的电流密度下获得了72.15mAh cm-2的面积储能容量,研究结果表明器件具有优异的多功能特性。