本文以锂离子正极材料锰氧化物KMn₈O₁6、Na₂Mn₈O₁6体系,过渡金属硫化物硫化镍、硫化铜,以及负极材料α-Fe₂O₃体系为研究对象,对上述几种材料的合成、晶体结构以及电化学性能等做了分析研究。其中对KMn₈O₁6、CuS、Fe₂O₃进行了掺杂改性,所得样品的电化学性能有较为显著的改善,有望在不久的将来应用于实际生产当中。具体研究成果如下:（1）采用水热法,以硫酸锰和重铬酸钠在酸性环境中合成出八面体分子筛（OMS）锰氧化物Na-OMS-2,通过改变水热反应温度与时间来控制目标产品的形貌并利用XRD、SEM、以及TEM等分析手段对样品的结构和形貌进行表征。采用恒流充放电测试、循环伏安以及交流阻抗测试对材料的电化学性能进行研究。结果表明:在1.5V-4.0V充放电电压范围内,电流密度为50mA/g时,水热温度120℃反应20h,所得NMO-4样品的首次放电比容量为123.4 mAh/g,100圈循环后,放电比容量保持在123.9 mAh/g,材料具有较高的可逆比容量和稳定的循环性能。同时对Na-OMS-2的电化学反应机理进行了初步探讨。（2）采用液相沉淀法,以MnSO4·H₂O、KMnO₄和SnCl₄·5H₂O为原料,合成出Sn⁴⁺掺杂的钾锰氧化合物(K-OMS-2,KMn₈O₁6/Sn⁴⁺),通过XRD、BET、SEM以及TEM技术表征所得材料的晶体结构和微观粒径,并通过改变SnCl₄·5H₂O的摩尔比,探究了分别掺杂3%、5%以及15%的Sn⁴⁺对KMn₈O₁6电化学性能的影响。实验结果表明,未掺杂的KMn₈O₁6纳米棒首圈放电比容量仅为129.8 mAh/g,循环100圈后,衰减到120.3 mAh/g,而掺杂3%Sn⁴⁺,KMn₈O₁6纳米棒的首圈放电比容量达到151.4 mAh/g,经100圈循环后,放电比容量达到159.1 mAh/g。材料的电化学性能有了显著的改善。（3）采用溶剂热的方法,以乙酸镍和硫脲为原料,乙二胺作为溶剂,在无模板剂、无表面活性剂辅助的情况,180℃反应18h制得α与β混晶型硫化镍棒。利用XRD、SEM和EDS等分析手段对样品的结构,形貌和化学组成进行表征,采用恒流充放电测试对材料电化学性能进行研究。结果表明,在1.0-3.0V时,NiS样品的首次放电比容量为589.7 mAh/g;在0.01-3.00 V时,首次放电比容量为1050.3 mAh/g。初步推测出造成NiS比容量衰减的原因是活性物质发生团聚以及充放电反应生成Li₂S的不可逆性。（4）采用水热法,以CuCl₂·2H₂O和硫腺（Tu）为原料,分别加入摩尔比5%的FeCl₃·6H₂O 和 SnCl₄·5H₂O在 180℃下水热反应 24 h。通过 XRD、SEM、TEM和EDS等分析手段对样品的结构,形貌和化学组成进行表征。结果表明,所得未掺杂与掺杂样品为混合相,其中包含了 CuS和Cu₁.8S两相（wt.%=75:25）,且根据晶格参数的分析可知掺杂剂进入Cu₁.8S的晶格中。采用恒流充放电测试以及循环伏安测试对材料电化学性能进行研究。在1.8 V-2.6V充放电电压范围内,电流密度为50mA/g时,水热温度180℃反应24h,掺杂Sn⁴⁺的样品首圈放电比容量可达到210.2 mAh/g,40圈循环后,衰减到118.7 mAh/g,为首圈的56.5%,明显优于同一反应条件下掺杂Fe3+（首圈放电比容量为167.6 mAh/g）的样品。（5）采用混合溶剂热法,以FeCl₃·6H₂O和环六亚甲基四胺（HMT）为原料,溶于体积比为1:1的混合溶剂（水和乙醇）中,分别加入不同量的CuCl₂·2H₂O（0wt.%、1wt.%以及3wt.%）对材料进行掺杂改性。采用XRD、SEM和TEM等技术手段对样品的晶体结构和微观形貌进行表征,所制备出的单分散均相的α-Fe₂O₃为纳米颗粒组成的空心微米立方体。采用恒流充放电测试对目标产物的电化学性能进行研究。实验数据显示,掺入Cu²⁺的α-Fe₂O₃样品,其可逆比容量高于未掺杂样品。经交流阻抗测试进一步讨论了 Li⁺在材料中嵌入和脱嵌过程,Cu²⁺的掺杂减小了 α-Fe₂O₃负极材料的电化学反应阻抗,使材料的循环稳定性有所提高。