近年来,便携式和可穿戴电子设备在许多应用领域引起了关注,对柔性储能器件的需求也日益增加。柔性锂离子电容器具有能量密度高、功率密度大和循环寿命长等特点,是目前备受关注的一种新型储能器件。钛酸锂(LTO)作为锂离子电容器的负极材料,对器件整体的性能起到关键作用。本文利用静电喷雾沉积法(Electrostatic Spray Deposition,ESD)制备了无粘结剂的柔性钛酸锂电极,研究了不同基底温度对电极形貌和电化学性能的影响,另外还通过添加十六烷基三甲基溴化铵对钛酸锂进行包碳改性以提升其倍率性能,制备了氮掺杂碳包覆钛酸锂柔性电极。最后组装出锂离子电容器,测试评估了电极的实用性。所展开的研究工作和取得的主要结果如下:首先,利用静电喷雾沉积法在碳纸上沉积LTO,制备了柔性LTO电极。对比不同温度下焙烧不同时间获得产物的XRD分析结果,发现将前驱物在700℃下保温6 h可以得到纯相LTO。在静电喷雾沉积过程中,基底温度对LTO沉积形貌影响很大。基底温度由低到高,沉积产物层形貌由密实且表面光滑状转变为疏松多孔状。基底温度过高时形成的沉积产物呈现互不相连的致密块状,导致电极性能的显著下降。静电喷雾沉积法所制备得LTO颗粒尺寸较小,有益于提升电极电化学性能。实验结果表明,未经改性处理的纯LTO倍率性能很差,致使柔性LTO电极在大倍率下发挥出较低的比容量(20C时比容量仅有39.2mA h g-1)。静电喷雾沉积法在制备无粘结剂柔性电极方面具有一定优越性,其不但能提高电极的能量密度,还能保证电极的机械稳定性。此外静电喷雾沉积法的电极制备速度也高于一些传统物理沉积方法。为进一步提升LTO电极的倍率性能和增加电极的柔韧性,采用柔性不锈钢网作基底,十六烷基三甲基溴化铵作为前驱体溶液的添加剂,利用静电喷雾法制备了氮掺杂碳包覆改性的LTO/N-C柔性电极。所制备的LTO/N-C柔性电极表现出优异的电化学性能。电极性能提升的原因为:首先,LTO的纳米化提高了活性物质的比表面积,有利于锂离子的快速迁移,从而使电极活性物质容量得到充分发挥,倍率性能得到提升;其次,高度石墨化的氮掺杂碳包覆层的存在能够提高电极的电子导电性,使电极的倍率性能得到进一步提升。在50C时,LTO/N-C电极的比容量仍然可达94.1 mA h g-1。此外,LTO/N-C电极表现出较好的循环性能,在3C下充放电循环1000次后,其活性物质的比容量为初始容量的83%,库伦效率保持在100%。除上述原因外,不锈钢网的3D网络结构显著增加了电极与电解液之间的接触面积,也有利于电极性能的改善。不锈钢网上互相交叉的空隙在电极弯折过程中能够起到缓冲作用,使电极的机械稳定性得到显著提高。最后,利用碳毡作为基底,制备出柔性AC电极,并将柔性AC电极与柔性LTO/N-C电极组配,制备了软包锂离子电容器。当功率密度为3.5 kW kg-1时,所制备的软包锂离子电容器的能量密度达到125 Wh kg-1,表明LTO/N-C柔性电极能够用于柔性锂离子电容器的开发。