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电极材料是影响和制约锂/钠离子电池性能的关键组成部分,其性能的优劣对电池体系的整体性能起到至关重要的作用。因此开发具有高能量密度和高功率密度的电极材料对锂/钠离子电池的可持续发展具有重要意义。其中,铁基电极材料因具有高容量、长循环寿命、低毒、低成本和良好的安全性能等优点而被广泛研究。但是此类材料的本征电子电导率较低,致使其表现出较差的循环稳定性和倍率性能。为了解决上述问题,本文从改善铁基电极材料的电导率、提高结构稳定性和优化电化学性能的角度出发,采用水浴和溶剂热等方法分别设计构筑了Fe3O4@C负极材料和LiMn0.6Fe0.4PO4/C正极材料,并分别研究了Fe3O4@C在锂/钠离子电池中的应用以及LiMn0.6Fe0.4PO4/C在锂离子电池中的应用,主要研究成果如下:(1)以乙酰丙酮铁和对苯二甲酸为原料,采用水浴法合成了铁基金属有机骨架化合物,并通过改变烧结温度对其进行可控热解得到了具有不同颗粒尺寸的碳限域Fe3O4纳米颗粒,并分别研究了其储锂和储钠性能。作为锂离子电池负极,小尺寸的碳限域Fe3O4纳米颗粒在0.2 A g-1电流密度下循环50次之后,其容量高达912 mAh g-1,表现出优异的储锂性能。作为钠离子电池负极,该材料在0.1 A g-1电流密度下的初始容量可达588 mAh g-1,循环50次之后容量稳定在290 mAh g-1,表现出优异的储钠性能。该材料优异的电化学性能得益于多孔结构的合理设计以及颗粒尺寸的可控调节。这种多孔碳骨架限域的小尺寸Fe3O4纳米颗粒的独特结构能够缩短离子扩散路径,同时有效缓解充放电过程中产生的体积变化,抑制活性材料的团聚和粉化,确保活性材料的结构稳定性。(2)以蔗糖为碳源,草酸为抗氧化剂,采用溶剂热、球磨和固相烧结相结合的方法制备了LiMn0.6Fe0.4PO4/C正极材料,并对烧结温度进行了优化,最终得到了不同形貌结构的目标产物。以金属锂片为对电极,组装成锂离子半电池,探究其电化学性能。研究结果表明,当烧结温度为650oC时,该材料表现出最优异的电化学性能,在0.2 C(1 C=0.17 A g-1)的电流密度下,起始容量为119 mAh g-1,循环80次之后,容量上升到149 mAh g-1,同时该材料在2 C大电流密度下也表现出优异的循环稳定性。该材料优异的储锂性能归因于其独特的纳米纺锤体形貌结构,即大比表面积和多孔结构,该结构有利于电解液到电极材料的渗透,可提高电极材料与电解液的有效接触面积,缩短锂离子的传输路径,进而提升该材料的储锂性能。