由于同时具备导电性及水凝胶的柔性，导电水凝胶是用于设计与构建超级电容器和电池的理想框架物。导电水凝胶具有水凝胶本征的柔性，从而可以抵御极大的机械形变；同时，由于其三 维网络结构，可以容纳巨量电解液并提供电化学反应所需的极大的表面积。除了在超级电容器及蓄电池领域的应用，由于导电水凝胶本身所具有的优异特性，其应用领域正在逐步拓宽（如图1 ），包括传感器系统、人造皮肤、给药系统以及太阳能电池领域。

图1

目前，用于构建导电水凝胶的方法一般分为四类（如图2），包括：

（1）通过将导电填料悬浮于水凝胶基体内从而制得导电水凝胶；

（2）通过将导电聚合物的单体分散于凝胶基体内，而后引发导电聚合物单体聚合形成导电水凝胶；

（3）通过导电聚合物单体独自交联构建水凝胶；

（4）石墨烯超分子自组装构建水凝胶。

图2

以导电水凝胶在超级电容器方面的应用为例，图3所示为通过石墨烯超分子自组装方式构建的电容器件，在恒流充放电试验中，表现出极佳的质量比电容（186F/g at 1A/g）、面积比电容 （372F/cm²）以及极佳的循环稳定性（8.4% capacitance decay over 10,000 charge/discharge cycles at 10?A/g）。同时，在极端弯折条件下，该电容器件仍然保有其全部电容性能，水 凝胶耐机械形变的特性可见一斑。

图3

来源：WeiZhang, PanFeng, JianChen, ZhengmingSun, BoxinZhao, Electrically conductive hydrogels for flexible energy storage systems, Progress in Polymer Science, 2018.