便携式石油勘探设备是一种应用于野外石油地质及储备源勘探的设备。为了能进行长期野外工作,人们需要为其提供高效、轻便、充足的后备电源。锂离子电池作为一种优异的能量存储装置,成为此类勘探设备后备电源的首选。在电池系统中正极和负极材料十分关键,然而以石墨为代表的传统锂离子电池负极材料能量密度较低,难以满足便携式石油勘探设备对电池大能量密度的需求。为此开发具有高比容量的新型锂离子电池负极材料显得十分迫切。在众多候选材料中,过渡金属氧化物具有较高的可逆容量,因此其在储能领域得到了广泛的研究。然而该类材料在充放电过程中较差的电导率和严重的容量损失制约了其实际应用,为此进行结构优化与改性成为了当前研究的关键。研究表明,材料形貌尺寸调控、与碳材料复合及引入双金属是提高过渡金属氧化物储锂性能的有效方法。基于此,本论文以铁基金属有机框架作模板,多壁碳纳米管（MWCNTs）与聚多巴胺（PDA）作碳源,通过溶剂热结合煅烧的方法成功合成了一系列铁基金属氧化物/碳复合材料（Fe2O3、MWCNTs@Fe2O3及MWCNTs@Fe3O4@C）和二元金属氧化物/碳复合负极材料（Ni Fe2O4、MWCNTs/Ni Fe2O4及MWCNTs/Ni Fe2O4@C）。利用XRD、SEM、TEM、BET等手段对该系列材料进行了表征和测量,结果发现采用MOFs模板制备的过渡金属氧化物具有大比表面积及多孔等特点,且内部由大量金属氧化物纳米颗粒组成。为探究碳材料对过渡金属氧化物储锂性能的影响,对Fe2O3、MWCNTs@Fe2O3及MWCNTs@Fe3O4@C的循环性能进行对比。在500 m A g-1（约0.5 C）的恒电流密度下完成100次循环,MWCNTs@Fe3O4@C保持着最佳的可逆容量(可达947 m Ah g-1)。为进一步评估MWCNTs@Fe3O4@C作负极材料的优势,将该材料依次在500 m A g-1、1000 m A g-1、1500 m A g-1、2000 m A g-1、3000 m A g-1、500 m A g-1的电流密度下进行倍率性能测试。结果表明即使在3000 m A g-1的大电流密度下MWCNTs@Fe3O4@C依然保持着542 m Ah g-1的高可逆容量。探究了Ni金属及碳材料添加对材料储锂性能的影响,从而验证二元金属氧化物/碳复合材料在储锂性能方面的优势。以500 m A g-1（约0.5 C）的恒电流密度完成100次循环,MWCNTs/Ni Fe2O4及MWCNTs/Ni Fe2O4@C具有良好的容量上升趋势及可逆容量。在3000 m A g-1的大电流密度下MWCNTs/Ni Fe2O4@C的倍率性能仍能保持389 m Ah g-1的高可逆容量。过渡金属氧化物作为锂离子电池负极具有高容量的优势,将其与碳材料复合可有效提升材料的循环性能及倍率性能。因此过渡金属氧化物/碳纳米复合材料有望为下一代新型锂离子电池负极材料的开发奠定基础。