能源短缺以及化石能源的过度使用导致环境的严重污染驱使人们寻求利用更清洁和绿色的可再生能源。利用可再生能源需要先进和高效的能量储存和转换器件,然而作为目前广泛使用的能量储存和转换器件,以石墨为负极材料的锂离子电池的能量密度已经不能满足人们日益增长的需求,因此迫切需要开发出更高能量密度的锂离子电池负极材料。立方尖晶石型铁酸锰（Mn Fe₂O₄）作为锂离子电池负极材料具有较高的理论比容量、环境友好性和自然资源充足等优点受到广泛的研究关注。然而Mn Fe₂O₄在锂离子嵌入和脱出过程中会发生较大的体积变化进而使材料团聚和粉化,并且由于其具有固有的低的导电性,这些缺点阻碍Mn Fe₂O₄应用于锂离子电池负极材料。为了改善这些问题,本文以Mn Fe₂O₄为研究对象,通过设计合成纳米结构的材料、与碳材料形成复合物以及离子掺杂等手段对材料进行改性,改善材料的电化学性能,并且研究经改性后材料的纳米结构、成分、电化学性能以及储锂机制。具体研究内容和结果如下:通过添加氟化铵作为氟源,利用溶剂热法合成氟掺杂的Mn Fe₂O₄纳米棒,棒状材料具有更高的比表面积,因此可以提供更短的离子和电子扩散通道,具有更多的锂储存位点。在高温水热环境条件下,氟化铵分解成氟化氢和氨气,氟离子留在材料中,氟掺杂可以有效减小Mn Fe₂O₄材料的电阻,抑制其充放电循环过程中材料的晶格形变,显著地改善Mn Fe₂O₄材料的循环稳定性和倍率性能。利用葡萄糖作为碳源,通过二次水热以及后续的高温煅烧合成碳包覆氟掺杂Mn Fe₂O₄纳米复合材料,碳包覆层可以作为离子和电子的快速扩散通道以及在锂离子嵌入和脱出过程中充当物理缓冲层,有效的改善Mn Fe₂O₄材料的电化学性能。所合成的材料在200 m A/g电流密度下,首次放电比容量和充电比容量分别为1372 m Ah/g和932 m Ah/g,初始库伦效率高达68%。充放电循环150次后可逆放电比容量为900 m Ah/g,容量保持率可以达到94%,并且该材料表现出较好的倍率性能,在200、500、1000、2000、3000 m A/g电流密度下放电比容量分别达到710、621、484、344、201 m Ah/g。