柔性锂电子电池具有尺寸和形状不固定性，能满足特殊的工作条件而受到研究人员的广泛关注。本文通过简单的水热法在柔性碳布基体上直接生长Co₃O₄纳米线阵列前驱体，退火后制备了Co₃O₄纳米线阵列/碳布柔性电极，并进一步采用ALD原子层沉积技术和浸渍法对制备的柔性电极进行表面改性。通过XRD、SEM和TEM等分析手段对材料物相和形貌进行表征，采用充放电测试、循环伏安测试和交流阻抗测试分析研究电极材料的电化学性能。通过水热法在碳布基体表面成功附着生长的是Co₃O₄纳米线前驱体阵列(Co（CO₃）_0.5OH H₂O)，进一步的退火后，最终制备了Co₃O₄纳米线阵列/碳布柔性锂电池负极。不同的水热工艺条件下得到的纳米线阵列形貌差别较大，经实验观察得到最优水热工艺为120℃下保温5小时。为避免破坏碳布表面结构，退火温度应该在保证Co₃O₄纳米线完全转变的条件下尽量低，升温速率应尽量缓慢，本文得到最佳退火温度为330℃。根据得到的最优工艺，改变反应物成分配比制得了三种不同形貌Co₃O₄纳米线阵列，通过对其电化学性能进行分析测试，纳米线的形状和在基体表面的分散情况直接影响电极材料的比容量和循环性能。具有卷曲纳米线阵列结构的电极材料在不同充放电倍率下均表现出了非常优异的循环稳定性，在100mA/g电流密度下充放电，循环25次材料容量稳定不变。分散性较好的细针状纳米线阵列结构具有较高的充放电稳定容量，稳定放电容量接近1000mAh/g。通过ALD沉积SnO₂表面改性后，电极材料比容量有了提高，控制ALD沉积工艺，可以在提高电极材料容量的同时，保证材料具有较好的循环性能。本文得到的改性后电极材料稳定比容量高达1254.6mAh/g。通过浸渍法包覆的碳材料，一部分分布在组成纳米线的Co₃O₄颗粒表面，还有一部分以碳膜的形式存在于纳米线间，这种多重包覆结构能显著提高Co₃O₄纳米线阵列/碳布电极的循环稳定性。在1000mA/g电流密度下充放电，循环50次后电极材料容量仅下降了8%。