随着各种新储能设备的推出以及新一代电网平台的搭建,探索低能耗、低污染、快速高效的材料生产新方法用以制备高性能、长寿命、环境友好的新型储能材料是目前社会实现可持续发展的迫切需求。具有特殊的化学与物理性质的高温熔盐在制备新型材料的研究中展现出十分巨大的应用潜质,熔盐电化学在过渡金属氧化物等新型储能材料的绿色、高效制备过程中的应用也越来越受到科研人员的关注与重视。将固态金属氧化物在熔盐中电解以制备金属和合金的方法之所以受到学术界和工业界的大量关注,便是因为此方法能耗较低,环境友好,过程简单和容易控制反应条件等特点。本文基于熔盐电化学还原固态金属氧化物的过程中存在的多种中间价态,以及氧化物的还原程度易于电化学调控的理论分析,探索熔盐中固态阴极还原制备新型功能材料的新方法以及它们在储能领域中的应用。本论文以负极材料为切入点,以过渡金属氧化物为研究对象,采用多种电化学技术,较为系统地研究了多种固态金属氧化物在熔盐中的电化学还原过程,探索尺寸、形貌以及材料复合对材料的电化学性能影响。主要研究内容如下:1、首次在LiCl-LiBr熔盐中采用电化学法合成Li-Mo-O化合物并研究其储锂性能。通过控制不同电压分别合成了单一相Li₂MoO₄@C和LiMoO₂@C。这种新的合成方法电流效率高,过程简单,反应快且条件可控。以自行设计的MoO₃粉末填充的Mo腔电极为工作电极,进行循环伏安研究。结果表明,Li⁺分两步嵌入固态MoO₃,分别对应Li₂MoO₄@C和LiMoO₂@C的生成,而形成Li-Mo-O化合物的速度是受Li⁺在固态氧化物中扩散的控制。Li₂MoO4@C和LiMoO₂@C作为锂离子电池负极也表现出很高的容量与优秀的循环性能。LiMoO₂@C和Li₂MoO₄@C在200圈后稳定的可逆储锂容量仍可以达到565 mAh g^-1和473mAh g^-1,其中LiMoO₂@C的首周库伦效率高达80%,并且倍率非常优秀,在1.6 A g^-1的电流密度下仍拥有约322 mAh g^-1的稳定放电容量。并进一步对比了多种碳源对LiMoO₂电池性能的影响。2、较为系统地研究了固态MoO₃在NaCl-NaF-NaI熔盐中的电化学还原行为。获得的Na₂MoO₄@C产物作为钠离子负极材料具有不错的容量以及优秀的循环性能,Na₂MoO₄@C电极在0.1 A g^-1电流密度下具有218 mAh g^-1的可逆容量,在500 mA g^-1电流密度下进行了长循环测试,循环1400圈后容量仍可保持在75 mAh g^-1,Na₂MoO₄@C电极表现出优秀的电化学性能。3、通过水热法制备出具有碳层包覆的TiO₂@C前驱体,并通过电化学法在KCl熔盐中电解得到具有发散堆积的棒状K_xTi₈O₁₆化合物,其晶体结构与hollandite结构相符。此种结构具有较高的稳定性,有利于锂离子的脱嵌,作为锂离子电池负极材料具有不错的循环稳定性。在50 mA g^-1充放电循环电流密度下,比容量可达320 mAh g^-1,即使在1 A g^-1大电流密度下循环2000圈后,比容量仍能保持在135 mA h g^–1,表现出优异的长循环稳定性。并且通过非原位XRD分析K_1.35Ti₈O₁₆@C复合材料储锂机理。4、在LiCl-LiBr熔盐中通过电化学法在恒定电压下电解V₂O₅得到Li-V-O化合物,研究了V₂O₅粉末填充的Mo腔电极在LiCl-LiBr熔盐中的电化学行为,验证了固态V₂O₅电化学还原过程:V₂O₅?Li₃VO₄?Li_0.37VO₂的还原过程,并将其中得到Li_0.37VO₂@C用于锂离子电池负极材料,表现出较高的比容量和优秀的循环稳定性,经过碳包覆使得该复合材料可逆容量达到625 mAh g^-1(电流密度100 mA g^-1)。并且Li_0.37VO₂@C电极还具有优异的倍率性能,在3.2A g^-1大电流密度下循环350圈后,放电比容量仍能保持在190 mA h g^–1。并进一步优化了Li_0.37VO₂与C的组分,10%的Super-P作为前驱体可以有效的提高Li_0.37VO₂的导电率,有利于锂离子和电子的传输。5、在NaCl-NaF-NaI熔盐中,以石墨为阳极,固态Nb₂O₅为阴极,采用电化学法合成NaNbO₂@C化合物,并首次作为钠离子电池负极材料进行电化学性能表征,具有不错的储钠性能,NaNbO₂@C可以提供160 mAh g^-1的可逆储钠容量,NaNbO₂@C电极在500 mA g^-1电流密度下循环500圈,仍可以提供86.4 mAh g^-1可逆储钠容量,具有优秀的循环稳定性,并进一步探讨NaNbO₂@C在钠离子电池中的储钠机理。