1、鋰離子電池由于具有長(zhǎng)壽命、理論容量高、環(huán)境友好、無(wú)記憶性和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代電子消費(fèi)產(chǎn)品和新一代電動(dòng)汽車(chē)中得到廣泛應(yīng)用。但是自該技術(shù)發(fā)明以來(lái)，鋰離子電池一直在電極材料的設(shè)計(jì)和電池自身的組裝上面臨諸多的挑戰(zhàn)。一方面是在鋰離子電池在充放電過(guò)程中怎樣提高其系統(tǒng)電解液的擴(kuò)散、離子的轉(zhuǎn)移和電極的導(dǎo)電性；另外一方面是怎樣設(shè)計(jì)與合成先進(jìn)的電極材料來(lái)提高電池的充放電比容量和容量保持率。最近很多材料例如金屬、碳材料、過(guò)渡金屬硫化物、過(guò)渡金屬氧化物及其

2、復(fù)合物等被應(yīng)用于鋰離子電池，并且得到了廣泛的關(guān)注。在這些材料當(dāng)中，過(guò)渡金屬氧化物由于具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)而得到越來(lái)越多的注意，但是容易團(tuán)聚、導(dǎo)電性差、嚴(yán)重的體積效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致其循環(huán)性能減弱和不可逆容量的增加。在本論文中，我們采用一種簡(jiǎn)單便捷的方法制備了石墨化碳包覆的過(guò)渡金屬氧化物納米顆粒的復(fù)合材料，分別得到了具有三明治形和豆莢形的鋰離子負(fù)極材料。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM），透射電子顯微鏡（TEM），X-射線衍射儀（XRD），比表面積儀

3、（BET）等技術(shù)分析材料的結(jié)構(gòu)和形貌特征。通過(guò)循環(huán)伏安(CV)，恒電流充放電，交流阻抗譜（EIS），倍率性能和循環(huán)性等來(lái)測(cè)試電極材料的電化學(xué)性能。
　　為了提高TiO2材料的電化學(xué)性能，自支撐介孔豆莢形TiO2@C納米纖維陣列被合成且應(yīng)用于鋰離子電池。實(shí)驗(yàn)采用兩步水熱和一步CVD煅燒的方法，以鈦酸納米管陣列（H2Ti3O7）為前驅(qū)物和犧牲模板，葡萄糖分子作為綠色碳源，成功在鈦基底上合成了新穎的豆莢形TiO2@C納米纖維陣列。通過(guò)對(duì)

4、材料的分析表征，我們可以發(fā)現(xiàn)復(fù)合陣列具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如多孔結(jié)構(gòu)、納米尺寸的TiO2顆粒、大比表面積和石墨化的碳外殼。正是得益于這些優(yōu)良的性質(zhì)，我們的材料表現(xiàn)出了良好的循環(huán)性能（在一倍率電流密度下循環(huán)100圈，比容量可以達(dá)到162mAhg-1），杰出的倍率性能（在10倍率電流下，比容量可以達(dá)到124mAhg-1）。
　　采用電沉積的方法，以α-Co(OH)2納米片為前驅(qū)物和模板，通過(guò)兩步水熱和煅燒處理得到二維的碳片包覆空心Co3O4

5、納米顆粒陣列。這種設(shè)計(jì)合成的電極材料展現(xiàn)出一些獨(dú)特的性能，包括了多孔性，大比表面積，顆粒間有間隙和外層碳很薄等。因?yàn)檫@些獨(dú)特的性質(zhì)，當(dāng)這種材料應(yīng)用于鋰離子電池是展現(xiàn)出很高的倍率性能和出眾的可逆性能。
　　采用水熱的方法第一次成功制備了一維NiCo2O4@C納米棒復(fù)合陣列，并且與未處理的NiCo2O4一維陣列進(jìn)行對(duì)比。所得到的一維豆莢形NiCo2O4@C納米棒陣列直接長(zhǎng)在三維的泡沫鎳上。對(duì)比于其他合成的NiCo2O4材料，我們合成的