随着物联网和便携式电子的快速发展,超级电容器,由于其具有快速充放电、高功率密度、长循环寿命和绿色环保的特点,受到了科研人员越来越多的关注。虽然,超级电容器具有诸多优点,但在便携性以及电化学储能性能提升方面仍需要更多的探索和研究。为了提高便携性超级电容器的能量密度,克服含有粘结剂的传统粉末电极对储能能力的限制,促进便携式电子的发展,本文采用简单的电化学沉积方法制备了聚吡咯纳米阵列（Polypyrrole Nanoarrays,简称PPy NAs）。通过微观形貌表征和电化学测试探索了其不同生长条件下的形貌以及储能能力,筛选出具有最优储能能力的样品。为了解决纳米阵列结构存在的导电性低和电化学稳定性差等问题,通过在氮气氛围下的低温碳化,将PPy NAs制备成氧和氮共掺杂的碳纳米阵列（Oxygen and nitrogen co-doped carbon nanoarrays,简称D-CNAs）,进一步提高了超级电容器的能量密度和循环寿命。通过物理表征,证明D-CNAs中纳米阵列结构形貌得到保持,实现了氧和氮异质原子的共同掺杂。三电极体系下的电化学测试证实了将PPy NAs转换成D-CNAs增强了纳米阵列的导电性,从而增加了纳米阵列电极的双电层电容（Electric Double Layer Capacitor,简称EDLC）储能。此外,三电极体系下电化学测试也证明了氧氮共掺杂和碳纳米阵列结构的协同作用对D-CNAs赝电容储能过程中的质量运输和电荷转移具有加速作用。因此,使用无污染、资源丰富的氯化钠为电解质,在1 A g-1的电流密度下时,D-CNAs电极仍然具有480 F g-1的高质量比电容。通过双电极体系下的测试表明,使用高质量比电容的D-CNAs制备的对称超级电容器在功率密度0.5～4.9 k W kg-1时,仍具有较高的能量密度(17.3～13.5 Wh kg-1)。此外,双电极体系下测试也证明了D-CNAs在充放电时具有更小的体积膨胀,这使组装的超级电容器具有良好的循环稳定性(在电流密度为10 A g-1的情况下,经过10,000次循环后,比电容保持率为90%。)。最后,为了发展便携式储能设备并验证组装的D-CNAs//D-CNAs超级电容器实用性,通过单片机设计了无线充电模块,并结合软包封装技术、丝网印刷技术制备了无线充电集成超级电容器系统。