近些年来,新能源发展战略已提升到国家层面,在新能源动力电池方面也加大了研发力度。能否有效提升锂离子电池的能量密度以满足续航里程的要求是决定新能源汽车发展成败的重要因素。目前提升锂离子电池能量密度的策略包括正负极材料、电解液和隔膜的开发,其中电极新材料的研发是一个重要的、可行的解决方案。目前,多种新型材料如过渡金属氧化物、硫化物及硅基材料已被研发并用于替代传统的石墨材料用于锂离子电池负极。在这些材料中,过渡金属硫化物/硒化物由于其独特的类石墨烯结构而具有较大的倍率性能,从而成为锂离子电池负极材料的重要候选者之一。本文围绕研发一种过渡金属硫化物/硒化物负极材料及锂离子电池性能应用上做了以下三项工作:1、通过硫源刻蚀MoO₃纳米线前驱体直接制备分级结构的MoS₂纳米片,并对其进行了形貌和结构的表征。由于分级结构的MoS₂纳米片具有表面积大、活性边缘多、导电率高等优点而具有优异的电化学性能。同时研究了MoS₂纳米片在锂离子电池及超级电容器方面的应用。例如,在0.2 A g^-1的电流密度下,经过100次循环后比容量依然高达850 mAh g^-1,库仑效率接近100%。在非对称超级电容器测试中,在电流密度为2 A g^-1循环5000圈后,比容量依然保持在1386 F g^-1,库伦效率基本在99.8%。合理的设计也适用于其它过渡金属氧化物的刻蚀,这为改善电化学性能提供了有效的途径和方法。2、通过硫和硒共刻蚀制备富含缺陷的MoS_2（1-x）Se_2x少层纳米复合材料,并在保持骨架结构完整性的前提下调控硫和硒的比例。从实验数据和理论计算方面系统研究了不同硫硒比对MoS_2（1-x）Se_2x纳米材料形貌和结构的影响,并对优化后的材料进行了锂离子电池的性能研究。由于MoS_2（1-x）Se_2x（x=0.25）纳米材料具有少层、表面积大、缺陷多,导电率高等优点,在5C的大电流密度下,经过350次循环后比容量依然高达500mAh g^-1,库仑效率接近100%。合理的设计也适用于其它过渡金属硫化物或硒化物,这为改善电池性能提供了新的途径和方法。3、通过在低温溶剂热反应卤素离子嵌入到CuS层中来制备具有可调层间距的CuS微米花结构。表征发现晶面（002）的层间距从0.88 nm增加到1.35 nm。并系统的研究了不同卤素离子对CuS微米花形貌和结构的影响。并将优化后的CuS微米花作为锂离子电池和钠离子电池负极材料进行了探究。当用作LIBs的负极材料时,CuS(Cu²⁺/Cl^-=2:4)微米花在0.2 A g^-1进行充放电100次后任有800 mAh g^-1的可逆比容量,即使在2 A g^-1下进行750个循环任然可以提供502 mAh g^-1的可逆比容量,且没有明显的容量衰减。作为SIBs负极材料时,CuS(Cu²⁺/Cl^-=2:4)微米花在1 A g^-1的电流密度下进行100个循环可以提供381 mAh g^-1的可逆比容量。优异的倍率和超长的循环稳定性能归因于充放电过程中的赝电容行为和大的层间距。插入的卤素离子通过提供缓冲空间和限制多硫化物穿梭克服了CuS电极在转化反应中的主要问题。作为一种高性能金属离子电池的转换型电极材料,这种新颖的策略在制备其他层状金属硫化物中成为一种高效可行的方法。