近年来,随着可折叠显示器、可穿戴传感器等柔性电子设备的迅速发展,柔性储能器件的研究引起了研究者们的广泛关注。然而,传统的刚性电极难以使柔性储能器件保持稳定的柔韧性,这是由于活性材料在机械变形过程中容易与刚性集流体分离而造成容量损失和电化学性能变差。此外,传统电极制备的过程中还会加入聚合物粘结剂和导电剂,这些添加剂将会降低器件的实际能量密度,而且聚合物粘结剂将会增大储能过程的电荷转移电阻。因此,设计无粘结剂柔性电极是实现高性能柔性储能器件的关键。本论文在碳布表面设计出两种TiNb2O7（TNO）纳米阵列结构,这类电极结构不仅表现出优异的电化学性能,而且在组装的储锂器件中表现出良好的柔韧性。主要内容如下:（1）通过简单高效的溶剂热法在柔性碳布表面生长出纳米片阵列前驱体,再经过包覆多巴胺和高温下煅烧,最终制备了高载量碳包覆TNO纳米片阵列（TNO NSAs）。电化学测试结果表明,碳包覆TNO纳米片阵列电极不仅表现出高倍率性能(在30 C的高倍率下,其可逆容量可达96 m Ah g-1),而且该电极在5 C倍率下循环2000圈后其容量保持率仍高达87.8%。基于碳包覆TNO NSAs负极和Li Ni0.5Mn1.5O4（LNMO）正极组装的模拟锂离子电池,其质量比能量和功率密度最高可达229 Wh kg-1和1860 W kg-1,在5 C倍率下循环4000圈后容量保持率可达86%。最后,模拟软包电池在不同弯曲角度下能够正常工作,这证明了碳包覆TNO NSAs负极材料在柔性锂离子电池中具有良好的应用潜力。（2）本论文通过简单的溶剂热法和高温退火处理在柔性碳布表面制备出垂直有序排列的TNO纳米线阵列（TNO NWAs）。物性表征结果证明了TNO纳米线阵列具有超短的锂离子扩散路径（＜30 nm）和超快的电子传输速率。因此,经过温度优化处理后的TNO纳米线阵列表现出超高的倍率性能和长循环寿命:在100 C的超高倍率下,其可逆比容量仍可达115 m Ah g-1;在10 C倍率下循环4000圈后容量保持率约为85.2%。将该电极与活性炭正极（active carbon,AC）搭配组装而成的模拟锂离子电容器展现出高的质量能量密度和功率密度(105.1Wh kg-1,4134 W kg-1),此外,柔性锂离子电容器还能够在不同弯曲角度下保持稳定的电化学性能,并可以为小风扇和电子表供电。