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随着能源短缺和环境污染的日益严峻,寻找和开发创新型、高效、环保的电化学储能体系成为了近年来的研究热点。为了发展高性能的储能系统,科研学者专注于探究各类新型电极材料。同传统的碳材料相比,钴基复合材料由于其具有优异的理论比容量、较好的导电性以及稳定的机械特性,在储能领域得到了广泛的应用。本文采用金属有机骨架化合物（MOFs）作为切入点,以钴元素为构筑单位,制备了钴基MOF复合材料,探究其作为电极材料在锂离子电池、锂硫电池、钠离子电池的储能性能。将合成的钴基材料进行了系统的表征,并具体分析其电化学性能。主要工作可分为以下三个部分:1、采用溶剂热法,将钴基MOF（Co-MOF）直接负载在三维石墨烯（3DGN）上;通过碳化和硫化该前驱体材料（Co-MOF/3DGN）,制备了氮掺杂碳骨架的二硫化钴纳米片自支撑于3DGN多孔洞材料（CoS2-N-C/3DGN）。将其作为锂离子电池的负极材料,CoS2-N-C/3DGN的电化学性能明显优于纯CoS2-N-C,在电流密度为100 mA g-1下,100圈循环后仍能维持409.5 mA h g-1的可逆放电容量。该优良的循环稳定性主要归因于CoS2-N-C与3DGN这两个组分高效的协同作用。2、以Co,Zn-ZIF为前驱体,将二氧化硅均匀的包覆在Co,Zn-ZIF的表面合成核壳结构的Co,Zn-ZIF@SiO2;在氮气氛围下高温碳化及后续刻蚀处理得到了钴、氮共掺杂碳纳米复合材料（Co-N-C）。将其作为锂硫电池的正极材料,当载硫量为60%时,在电流密度为0.5 C下,该电极材料充放电循环100圈后可以达到583.1 mA h g-1的稳定容量,循环200圈后放电容量仍可维持在522.7 mA h g-1。该复合材料较为突出的电化学性能可归因于高导电性的金属钴和氮原子的掺杂以及类似蛋黄壳的中空结构。3、以Co-MOF为前驱体,在氮气氛围下热裂解和后续的硫化反应,设计和合成了CoS2纳米粒子嵌入氮掺杂碳纳米片（CoS2/NC）。将其作为钠离子电池的负极材料时,该电极材料展现出较优的电化学性能。在电流密度为200 mA g-1下,其循环60次后仍有332 mA h g-1的稳定容量。此外,在大电流为2000 mA g-1下,恒流充放电时仍能显示出326.6 mA h g-1。该复合材料较优的储钠性能受益于二硫化钴纳米粒子和氮掺杂碳骨架的协同作用。