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近年来,锂离子电池(LIBs)由于具有高的比能量,长的循环寿命,无记忆效应和对环境友好等特点而被广泛地应用于日常生活中。负极材料的结构是锂离子电池的关键,它的性质直接影响电池的性能。因此,人们为了寻找理想的负极材料做出了不懈的努力。石墨类碳材料是已经实现了商业化负极材料中的一种,但是它最高只能表现出372 mAh g-1容量,无法满足人们的需求。三元金属氧化物由于理论容量高,它得到了人们的大量研究。但是由于本身导电性不好和在循环过程中发生较大体积改变导致电池性能较快地衰减而不能得到进一步的应用。本文中,我们用不同碳材料与三元金属氧化物复合来提高电池的性能,主要研究内容如下：(1)以Mn(CH3COO)2·4H2O和FeCl3·6H2O为原料,在碱性的乙二醇溶液中合成了MnFe2O4微球；用葡萄糖为碳源,在水热环境下反应并在惰性气体保护下高温煅烧处理得到了碳包覆MnFe2O4微球。将制备的材料通过电镜测试,测试显示MnFe2O4微球为300-400nm大小,外表面的碳厚度为3-5nm。将材料组装成电池后测试：单纯MnFe2O4微球的电池循环了50圈后容量只有300 mAh g-1,然而MnFe2O4@C复合材料循环50圈后容量高达646 mAh g-1. MnFe2O4@C复合材料电池在大电流密度1000 mA g-1下有252 mAh g-1的容量,而MnFe2Oa微球电池在1000 mA g-1下容量只有40mAh g-1单纯的MnFe2O4微球表现出低的性能是因为在充放中它差的电子导电性和发生了较大的结构改变。MnFe2O4@C复合材料中的碳层一方面可以提高电子的导电性,另一方面可以作为一种保护层来阻止活性物质在锂化过程中的结构坍塌。(2)用乙二胺为氮源制备氮掺杂三维石墨烯,然后用水热法和随后的高温煅烧法合成了ZnCo2O4/N-3DG复合材料。制备的材料通过SEM测试显示ZnCo2O4纳米颗粒很好地镶嵌在片层三维石墨烯上；从TEM测试进一步可以看到ZnCo2O4纳米颗粒尺寸大概在20-40nm。将其组装成电池后在100 mA g-1下测试,ZnCo2O4/N-3DG复合材料的第一次放电容量1654 mAh g-1,紧接着的充电容量为931 mAh g-1。电池在此电流密度下循环150圈后容量稳定在1102 mAh g-1。电池分别在80,160,400,800和1600 mAg-1的电流密度下各自循环了10圈后的容量分别为727,544,436,300和272 mAhg-1。(3)以CoCl2·6H2O和CuCl2·2H2O为原料,水热法合成了CUCO2O4/G复合材料。通过TEM测试显示GuCO2O4颗粒的尺寸大概为10 nm并很好地分散在了片状石墨烯上。在0.1C的电流下电池的第一次放电容量为1500 mAh g-1,紧接着充电容量844 mAh g-1。循环80圈后容量稳定在1040 mAh g-1。电池在0.1C,0.2C,0.5C,1C的电流密度下分别循环了10圈后容量为976,1010,714,419 mAh g-1。当电流密度调高至2C时,电池的容量仍然稳定在211 mAh g-1。