在当前社会中,人类面临两个主要问题:全球能源危机和环境污染。随着化石燃料的枯竭和不断增长的能源需求,人类迫切需要开发新颖的技术来解决这一系列问题。其中,锂离子电池是目前最有潜力和应用前景的新型绿色能源。然而一直以来锂离子电池电极材料都是无机材料,相比于无机材料,有机材料具有压倒性的优势。首先,有机材料可回收利用,储备充足,而无机材料大多来源于不可再生的矿产资源;其次,有机材料分子结构设计灵活;另外在实际应用方面,价格便宜这一特点使其可以应用到社会的各方各面。导电聚合物作为一种具有明显电子共轭链的聚合物。其中供体-受体（D-A）型导电聚合物本身将富电子和缺电子基团交替存在于聚合物主链上,有利于电子在分子内发生有效转移,π电子的离域性得以增强,从而获得优异的电化学性能。本论文采用D-A的策略合成了一系列低禁带导电聚合物,为了增加其导电性,我们将其与活性炭复合制备得到复合材料,并将其用于锂离子电池负极材料的研究。具体研究内容及结果如下:1.以具有高度氧化还原活性的芘-4,5,9,10-四酮（PT）为受体,噻吩以及3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）为供体通过Stille偶连合成两种D-A型聚合物,随后将聚合物与活性炭原位复合合成PTPT@AC和POTPT@AC,并用于锂电负极材料进行一系列电化学性能的研究。实验数据表明,POTPT@AC在比容量、倍率以及循环稳定性方面表现更为优异。这可能与POTPT中侧链的EDOT单元有关,EDOT单元较低的能隙和较强的给电子能力可能是其电化学性能优于PTPT的原因。2.实验基于菲罗啉二酮设计并合成了三种D-A聚合物,并将它们与AC原位聚合。通过锂离子电池相关的电化学表征,可以发现三种材料可用作锂离子电池负极材料。值得一提的是,通过三种聚合物的CV计算能级,可以得出能隙低的PBTPD具有良好的电导率,这也对应于PBTPD@AC具有高比容量这一特征。另外,还通过X射线光电子能谱（XPS）验证了其在嵌锂/脱锂前后的锂存储机理。3.该项工作中,合成了两种新型D-A导电复合材料PTTBT@AC和POTTBT@AC。其中POTTBT@AC材料比表面积较大,而且通过加入AC可使导电性提高,这些特性都有利于锂离子存储。由于其结构的优越性,当用于锂离子电池时,其表现出较高的储锂容量和良好的循环稳定性,以及优异的倍率性能和长循环寿命。同时,结果表明POTTBT@AC复合材料优异的电化学性能与大的赝电容占比和低的能隙值有关系。4.本章中合成了两种聚合物,该类聚合物受体具有高电荷迁移率,提升了聚合物的电化学和动力学性能。其次,共面结构及C=N缺电子基团使聚合物性质大大提高。此外研究表明,相比PTTP@AC,使用PTTQ@AC电极材料的锂离子电池的放电性能得到了很大的提升,在100 m A g-1循环600次后放电比容量为320.1 m Ah g-1。