锂离子电池由于具有高功率和高能量密度,受到人们的广泛关注和使用,随着市场需求量增大,对电池的性能要求也越来越高。电池的负极材料是决定电池的性能的关键部分,因此研发低成本、高性能的负极材料也越来越重要。过渡金属Fe元素由于最外层d轨道电子未完全填充,当其与非金属元素O、N、C等结合时,发生还原反应可呈现多种价态,从而可有效储存能量。因此铁的化合物是极具潜力的负极材料,铁的氧化物、氮化物、和碳化物由于储量高、成本低、易制备且具有优异的电化学性能,因此在锂离子电池负极材料的研发中备受关注。但同时也存在诸多问题,比如导电性较差,充放电循环过程中易发生体积变化等,为了改善这些问题,本文中将其与碳材料进行复合,分别研究了碳材料复合氧化亚铁、碳材料复合氮化铁、碳材料复合碳化铁负极材料的结构及电化学性能,具体的研究内容如下:（1）以液态聚丙烯腈（LPAN）和氧化铁为原料,通过球磨、预氧化和热处理等过程制备出FeO/Fe@C的复合物,分别研究了在热处理温度450℃、550℃、650℃、750℃、850℃以及热处理保温时间为2 h、4 h、6 h复合物的结构及电化学性能,得出最佳热处理温度为850℃,最佳保温时间为4 h。再将Fe O/Fe@C-850-4h的材料经过盐酸优化处理,得到FeO@C-HCl复合材料,在5 A/g的电流密度测试下,首圈放电比容量为1467.4 mAh/g,循环到100圈比容量为833 mAh/g。（2）以LPAN、氧化铁为原料并加入一定比例的三聚氰胺（Melamine）,通过球磨、预氧化及热处理过程,制备出FeNx/Fe@C复合物。分别研究了热处理为650℃、750℃、850℃以及三聚氰胺添加比例为10%、20%、30%复合物的结构及电化学性能,结果表明最佳热处理温度为750℃,最佳三聚氰胺添加量为20%,制得FeNx/Fe@C-20%M-750在100 mA/g的电流密度测试下,首圈比容量为781.7mAh/g,循环稳定性较高,循环到500圈比容量为500 mA/g。（3）首先,用LPAN为碳源,以LPAN和Fe（NO3）3·9H2O为原料通过搅拌溶解、油浴蒸发以及热处理过程,制备出碳材料包覆Fe3C粒子的Fe3C/Fe@C核-壳复合材料。分别研究了热处理温度为700℃、800℃、900℃以及LPAN与Fe（NO3）3·9H2O摩尔比分别为1:5、1:10、1:15的复合物的结构及电化学性能,结果表明,最佳热处理温度为800℃,LPAN与Fe（NO3）3·9H2O最佳摩尔比为1:10,制得Fe3C/Fe@C-800-1/10,在100mA/g电流密度测试下,首圈放电比容量为509 mAh/g,随着循环进行容量先降低后升高,到200圈比容量为433 mAh/g。接着,用PVP为碳源,以PVP和Fe（NO3）3·9H2O为原料,通过溶解搅拌、油浴蒸发以及热处理过程,制备出三维蜂窝状Fe3C/Fe@C复合材料,分别研究了热处理温度为600℃、700℃、800℃,以及PVP与Fe（NO3）3·9H2O质量比为5:2、5:3、5:4的复合物的结构及电化学性能,结果表明,热处理温度为700℃、PVP与Fe（NO3）3·9H2O为5:3时材料的电化学性能最好,Fe3C/Fe@C-700-5/3复合负极材料在100mA/g的测试条件下,首圈放电比容量为908 mAh/g,循环过程中容量先降后增,到280圈容量为832.1mAh/g,相比于首圈容量保存率为92%。