研究性能优良、环境友好的高能电池对电池的发展将会起到一定的推动作用。因此本论文对高铁酸钾、氧化铁和羟基氧化铁三种材料的合成及其电化学性能进行了研究。通过用次氯酸盐氧化法合成了高铁酸钾，运用电化学测试方法对高铁酸钾分别在高、低电位区间进行了系统的电化学性能研究。电化学研究显示，高铁酸钾在高电位区间(0.5～4.3V)充放电，最高放电容量可达403mAh/g，接近理论比容量(406mAh/g)，但是其放电容量主要集中在低电位区间(0.5～1.0V)，并且循环性能较差，因此高铁酸钾不太适合作锂离子电池正极材料；在低电位区间(0.01～2V)的充放电测试显示，首次放电容量可以达到1100mAh/g以上，在随后的循环中，容量衰减了约600mAh/g，但到50周时，容量还能达到200mAh/g以上，并且放电平台电压在0.7V左右，说明高铁酸钾作为锂离子电池负极材料具有潜在的前景。通过对高铁酸钾电化学反应机理的初步研究，表明其充放电机理是氧化还原反应机理。 铁氧化物是以FeCl3·6H2O和NaOH为原料，在无表面活性剂的情况下，采用水热途径合成的，研究了不同水热时间、水热温度和体系的酸碱度对最终生成产物的组成、形貌和颗粒大小的影响。结果表明，一般情况下，水热温度90℃时，生成的产物是β-FeOOH，呈纺锤状；110℃和130℃时，产物是α-Fe2O3，呈准立方体形状。水热温度越高，产物颗粒越均匀。对于不同条件下不同产物形成机理的探讨表明，铁氧化物的主要形成过程如下：首先是FeCl3溶液的快速水解形成铁聚合物Fe8(OOH)16Cl1.3，再经由水热条件形成β-FeOOH。β-FeOOH再转化为α-FeOOH，进一步脱水形成α-Fe2O3。 在研究合成的基础上，同时对合成的产物α-Fe2O3和β-FeOOH进行了电化学性能研究。电化学研究结果显示，α-Fe2O3首次放电容量1360mAh/g，尽管在首次放电之后，有较大的容量损失，但循环50周后，放电容量仍然在300mAh/g以上，这说明α-Fe2O3具有较好的电化学循环性能。β-FeOOH在首次放电后，也有较大的容量损失。前几周容量衰减较快，但到第40周时，容量稳定在101mAh/g左右，总体上β-FeOOH表现出较好的电化学循环性能。