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开发兼具高能量密度和高功率密度的先进锂离子电池是电化学储能领域的重要研究目标之一。电极材料是锂离子电池的基础,想要获得性能优异的锂离子电池取决于高性能正、负极材料的开发和应用。碳复合可以改善非碳电极材料的电导率,提高锂离子在嵌入/脱出过程中的扩散速率,是提升材料的电化学性能的有效手段之一。然而,常规的碳复合存在颗粒尺寸大,易脱落,易破碎等问题,导致其效果差。本文以β-环糊精包合物设计合成出发,实现分子级别的封装,结合热处理技术制备了碳封装的过渡金属氧化物;采用多种表征测试手段,对β-环糊精包合物前驱体和衍生的碳封装过渡金属氧化物的组成、形貌、结构进行了探究,并对其进行电化学性能评价,研究材料组成、结构与储锂、钠性能间的构效关系。首次采用液相法结合冷冻干燥技术制备了β-环糊精包合物,通过低温热解和高温碳化得到了片状V2O3(?)C纳米复合材料,研究了预烧温度对产物组成和形貌影响规律,并探究了纳米片的形成机理。对所制备的材料进行电化学性能评价,相比于类似制备工艺下制备的V2O3和无定形碳材料,V2O3(?)C纳米复合材料表现出优良的倍率性能和循环稳定性,当电流密度分别为0.1、0.2、0.5、1、2、4、8 和 10 Ag-1 时,其储锂比容量分别为 1080、893、842、770、694、614、525和469 mA h g-1。研究结果表明:从分子结构设计出发,构筑碳封装的纳米复合结构能有效提升材料的锂离子存储能力。对上述碳封装工艺进行通用性研究,采用类似工艺制备了片状MoO2(?)C纳米复合材料,该材料碳封装的结构能进一步缓解充放电过程中的应力变化。电化学性能测试结果表明,MoO2(?)C纳米复合材料同样具有优良的锂离子存储性能。在电流密度0.2 Ag-1下,经过20次循环后,其容量保持在898 mAh g-1;在大电流密度1 A g-1下,循环500次之后,其放电比容量仍能达到528 mAh g-1。采用类似工艺制备了片状VxMoyOz(?)C纳米复合材料,钒、钼混合氧化物与碳材料之间的协同作用进一步增强,相比于V2O3(?)C和MoO2(?)C纳米复合材料,碳封装的混合金属氧化物表现出更佳的钠离子存储能力。在电流密度0.1 A g-1下,循环100次后,VxMoyOz c C(V:Mo=4:1)材料的放电比容量能保持在245 mA h g-1 左右。