1、鋰離子電池因?yàn)榫哂懈叩谋饶芰俊挼墓ぷ鳒囟?、無記憶、循環(huán)壽命較長等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為二次儲(chǔ)能電池中最具潛力的一員。自上世紀(jì)90年代初索尼公司首次將鋰離子二次電池商業(yè)化后，它便成為便攜式電子產(chǎn)品動(dòng)力的主要提供者。隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)鋰離子電池還有望成為下一代混合及純電動(dòng)汽車的動(dòng)力源。但是目前商用鋰離子電池都是以理論比容量低(372 mA h g-1)、充放電過程中容易產(chǎn)生鋰枝晶、Li+擴(kuò)散能力差的石墨類碳材料作為負(fù)極，難以滿足下一代高容量儲(chǔ)能設(shè)

2、備的需求。因此開發(fā)研究新型環(huán)境友好、資源豐富并且具有高比容量能夠取代傳統(tǒng)負(fù)極的材料是發(fā)展的必然趨向。
　　鐵基復(fù)合氧化物(MFe2O4，M=Co，Zn和Ni)因?yàn)樽陨砭哂懈叩睦碚摫热萘慷蔀榭赡艽媸愗?fù)極的新興材料。與單一氧化物不同，MFe2O4中兩種具有不同嵌鋰電位的活性氧化物可以使體積膨脹分段發(fā)生，減小材料結(jié)構(gòu)的破壞、提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。然而它的導(dǎo)電性差、體積膨脹導(dǎo)致的容量衰減快、倍率性能差，這些都嚴(yán)重限制了它們的實(shí)際應(yīng)

3、用。為了改善這一現(xiàn)狀，研究者通常將金屬復(fù)合氧化物納米化或者與高電導(dǎo)率材料（碳、金屬）復(fù)合，以增強(qiáng)材料整體的導(dǎo)電性、緩解材料因體積的膨脹引起的極片粉化，有效提高其電性能的發(fā)揮。納米化可以增加材料的比表面積、提高電子的傳輸能力。碳材料或者金屬可以提高材料整體電導(dǎo)率、緩解體積效應(yīng)。針對(duì)這種情況，本論文采用不同方法設(shè)計(jì)合成系列MFe2O4(M=Zn、Co)/C復(fù)合負(fù)極材料（優(yōu)化極片制備工藝），同時(shí)對(duì)其合成機(jī)理及電性能進(jìn)行了分析和探討。論文主要包

4、含以下內(nèi)容:
　　1.首先在緒論中簡單介紹了鋰離子電池的發(fā)展史、工作原理、構(gòu)成和主要特點(diǎn)。然后對(duì)各部分關(guān)鍵材料的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述。著重對(duì)鋰離子電池負(fù)極材料的發(fā)展、現(xiàn)狀與發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行了分析。針對(duì)MFe2O4材料的合成和改性方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述。以此，確定了本論文研究方向和內(nèi)容。
　　2.通過一步溶劑熱法可控合成不同形貌的MFe2O4(M=Zn/Co)。通過選取不同的反應(yīng)溶劑，調(diào)節(jié)表面活性劑的量，控制反應(yīng)時(shí)間調(diào)控合成不同大

5、小、形貌的微納復(fù)合鐵酸鹽材料。這些不同形貌的產(chǎn)物中，微納復(fù)合空心球形結(jié)構(gòu)的MFe2O4(M=Zn/Co)具有最優(yōu)的電性能。并且根據(jù)觀察、分析不同反應(yīng)時(shí)間下產(chǎn)物的微觀形貌，推測(cè)出了微納復(fù)合空心球形結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。
　　3.使用低能耗的燃燒法制備了亞微米級(jí)ZnFe2O4。隨后經(jīng)過不同溫度的處理優(yōu)化出電性能最好的ZnFe2O4材料。為了進(jìn)一步提高材料的電性能，我們選擇甘氨酸作為含氮碳源對(duì)優(yōu)化出的ZnFe2O4進(jìn)行處理，并通過調(diào)節(jié)添加劑(

6、Gum Arabic)和碳源的量獲得含氮碳均勻包裹的ZnFe2O4材料即ZnFe2O4@NC。同時(shí)，本章中也對(duì)比了在制備極片過程中，不同粘結(jié)劑對(duì)該材料電性能的影響。
　　4.設(shè)計(jì)了一種多級(jí)顆粒嵌入碳母體式的亞微米級(jí)ZnFe2O4/C負(fù)極材料。通過優(yōu)化篩選原位一步合成的反應(yīng)氣氛、溫度和時(shí)間最終獲得了這種結(jié)構(gòu)的材料。這種多級(jí)復(fù)合的結(jié)構(gòu)不僅可以提高材料的整體導(dǎo)電性，還可以在ZnFe2O4和碳材料之間增加鋰的存儲(chǔ)位點(diǎn)，增加材料的容量。不僅