MoS₂层状结构的特征使其易于形成高活性的二维超薄结构以及多级组装结构,具有比表面积大、表面原子比极高和电子结构丰富的等理化特性,在电化学储能领域中展现出明显的优势,被认为是一种非常有潜力的电能储能材料。针对在应用过程中MoS₂的2H相导电性差和1T相热力学稳定性差等特性导致的电化学可逆性差的缺点,本论文以软化学制备技术为基础,通过优化复合结构和引入过渡金属共价键等方法提高了MoS₂复合材料的导电性和稳定性,大大改善了材料的电化学储能性能。并对材料的微观结构、电子结构与电化学性能之间的构效关系进行了系统研究,指出了电化学能量存储与转换过程中存在的根本问题,为开发新型高效储能材料提供了理论基础和新的设计思路。本论文具体的研究内容如下:（1）通过简单的溶剂热方法合成了石墨烯支撑的花状MoS₂新型纳米复合材料,并深入探讨了其特殊结构与电化学储锂性能之间的构效关系。研究结果表明,MoS₂是以一种纳米薄片组装成的花状多级结构,与石墨烯以“面对面”的形式复合;这种特殊结构不仅可以增强石墨烯与MoS₂间的相互作用,提高材料整体性稳定性,促进石墨烯与MoS₂界面的电子传递;而且花状结构阻止了石墨烯堆叠,保证了电解液浸润和离子扩散。同时优化的电子传递和离子扩散特性,提高了MoS₂转化反应的可逆性,抑制了多硫离子的生成和溶解。作为锂离子电池负极,复合材料在1 A g^-1的电流密度下,花状MoS₂/石墨烯这一新型纳米复合材料的可逆容量在循环长达2000圈后依然能够保持在80%以上,展示出非常优异的循环稳定性。HAADF-STEM等表征方法证实了MoS₂在循环2000圈后仍可有效再生,同时MoS₂纳米颗粒仍然在石墨烯基板保持了良好的分散。这一果表明,同时优化过渡金属硫化物的电子/物质动力学行为可以有效提高电化学可逆性;而硫化物的再生是抑制多硫形成提高循环稳定性的关键因素。（2）设计合成了Co-Mo-S/石墨烯复合材料,利用Co和Mo的双金属协同作用进一步将材料的循环寿命从2000次提升到3000次;同时Co-Mo-S/石墨烯复合材料还表现出更加优异的倍率性能(50 A g^-1下的容量为400 mAh g^-1)。系统研究表明:Co的引入不仅能够降低MoS₂能隙（从2H MoS₂的1.24 eV降到Co-Mo-S的0 eV）,提高材料的电导率(1.39 S m^-1,MoS₂/石墨烯纳米复合物的电导率只有0.46 S m^-1),而且减小了纳米片的厚度和多级结构的尺寸大小,提高了电化学反应的利用空间并缓解其体积膨胀。更重要的是,在充放电过程中发生转化反应后原位形成的CoS_x和MoS₂纳米颗粒相互抑制了各自的堆叠和团聚,促进了活性物质的表面储锂和离子的扩散。因此,Co-Mo-S多级结构/石墨烯纳米复合材料的电子导电性、离子扩散和电子传输的动力学同时得到了优化,从而更加有效地提高了电化学转化反应的可逆性,使材料作为电极材料时展现出了优异的循环性能和倍率性能。另外,该材料作为钠离子电池负极材料时,其储钠容量和循环性能也得到了很大程度的提高。（3）1T金属相MoS₂热力学不稳定的缺点极大地限制了其在超级电容器、电催化等领域的广泛应用。我们首次采用“自下而上”的溶剂热方法合成了过渡金属稳定的1T相MoS₂多级纳米结构。通过HAADF-STEM等表征发现过渡金属Co引入的Co-MoS₂具有Z字形链状超晶格的金属相特征和超薄纳米片组装的多级结构,其中Co是作为电子供体掺杂到MoS₂材料中的。示差扫描量热分析结果显示Co的引入提高了金属相MoS₂的稳定性。由于该材料良好的电子导电性、热力学稳定性和大比表面积特性,Co的引入可以极大地提高金属相MoS₂的电化学可逆性和比电容,使Co-MoS₂材料展现出超长的循环稳定性能,在10 A g^-1的电流密度下,连续恒电流充放电25000次循环后,材料的比电容仍然有431 F g^-1,比电容基本没有衰减。此外,该材料在储锂方面也表现出良好的循环稳定性,在500 mA g^-1电流密度下,循环长达700圈以后,其可逆容量仍然有823 mAh g^-1。这种工艺简单、成本低廉的金属相1T MoS₂的合成方法和其表现出的优异的电化学性能为发展高效的电化学存储器件提供了更多的选择。（4）进一步拓展合成出了过渡金属Fe掺杂的金属相1T MoS₂纳米片组装的长串状多级纳米结构,成功的将1T相的稳定温度提高到450 ^oC,并且通过掺杂浓度的改变实现了多级结构尺寸的可控调节。光谱分析、同步辐射和DSC的表征结果显示过渡金属Fe是以替位Mo的形式对金属相1T MoS₂进行掺杂并稳定1T结构的。这种特殊材料具有高的导电性、多级结构特性和双金属的协同效应的结构特性,使其具有良好的电化学储锂性能。在0.5 A g^-1的大电流密度下,最优Fe/Mo比例（0.5:1）的Fe掺杂MoS₂电极材料经过700圈循环以后,其容量仍然能够保持在1490 mAh g^-1。此外,由于Fe掺杂的金属相1T MoS₂纳米片组装的长串结构可以暴露更多的活性位点,这一结构特性使金属相MoS₂的析氢催化性能也有很大程度地提高。过渡金属掺杂的稳定态金属相1T MoS₂多级结构的成功拓展合成,为进一步开发新型高效电化学能量存储和转换材料提供了理论参考和更多的可能性。