超级电容器因具有高功率密度、充放电速度快以及安全可靠等诸多优点而成为近年来最具有发展前景的新型储能器件之一。在众多影响超级电容器电化学性能的因素中,电极材料是决定性因素之一。因此,制备和研究具有优异电化学性能的电极材料对于超级电容器的发展至关重要。钴基金属氧化物由于具极高理论比电容、储量丰富、成本低、环保无毒等优点被视为理想的超级电容器材料,然而钴基金属氧化物的低导电特性导致其实际比电容远低于理论比电容。为克服上述缺点,本文通过对电极材料进行纳米阵列化设计,制备了具有优异电化学性能的用于超级电容器的钴基自支撑纳米阵列电极材料。论文具体研究内容如下:（1）采用简便的水热煅烧法,直接在泡沫镍基底上生长了均匀的MnCo₂O₄纳米线阵列,单根纳米线的形状为圆锥型。由于泡沫镍具有良好的导电性且该制备方法避免了对粘结剂使用,因此本文制备的MnCo₂O₄纳米线阵列表现出优异的电化学性能,在1 mA·cm^-2的电流密度下表现出1.79 F·cm^-2的比电容,且在10mA·cm^-2的电流密度下循环6000次后,比电容依旧可以保持80.84%。（2）采用两步水热煅烧法,成功地在泡沫镍基底上直接制备了具有核-壳结构的MnCo₂O₄@NiWO₄纳米阵列。NiWO₄作为壳层包裹在MnCo₂O₄的外面,显著提高了核层的电化学性能,所制备的MnCo₂O₄@NiWO₄核壳纳米阵列在1 mA·cm^-2的电流密度下的比电容达到5.09 F·cm^-2,并且保持了优异的循环稳定性。此外将核-壳MnCo₂O₄@NiWO₄电极作为正极,活性炭作为负极所组装的非对称超级电容器,表现出0.23 mWh·cm^-2的高的能量密度和16 mW·cm^-2的高功率密度,具有十分有价值的应用前景。（3）采用水热法和化学气相沉积法,在泡沫镍基底上制备了具有分级结构的Mn掺杂的NiCoP纳米阵列。在2 mA·cm^-2的电流密度下该多元金属磷化物比电容可达7.88 F·cm^-2,当电流密度扩大25倍升高至50 mA·cm^-2时,材料的比电容仍高达4.8 F·cm^-2,即该材料在具有高比电容的同时还展现出了卓越的倍率性能。