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微纳米核壳结构复合材料可以最大限度地利用分级结构之间的界面面积,强化内核部分和外部壳层之间的相互作用,且其包覆层可以稳定内核部分材料的结构,防止纳米结构的团聚以暴露出更多的活性位点。这些特征可能会给材料带来特殊和新颖的性能,从而改变原始微纳米结构粒子的本征特性。研究者们通过对核壳结构复合材料进行结构设计和尺寸控制,可以进一步调控它们的电学、力学、催化等性质。因此,其在电化学能源领域具有非常广泛的应用。本论文通过使用原子层沉积法,设计合成了三种具有核壳结构的过渡金属化合物复合电极材料:NiCoP@FePx纳米线阵列、Mn3O4@ZnO纳米片阵列和ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维,研究了电催化析氢和锌离子储存性能。主要的研究内容和结果如下:（1）通过水热法结合原子层沉积法在高导电镍线上均匀生长了一层包覆有氧化铁的镍钴氧化物纳米线阵列,然后通过高温磷化处理得到了具有均一稳定核壳结构的NiCoP@FePx多金属磷化物纳米线阵列。我们系统地研究了这种多金属磷化物纳米线阵列在酸性和碱性电解液中的电化学析氢性能和反应动力学。结果表明,在10 mA cm-2的电流密度下,NiCoP@FePx在碱性和酸性介质中的过电位分别仅有82.5和96 mV,并且经过4000圈的循环之后,此核壳结构多金属磷化物纳米线阵列依然呈现出良好的电化学析氢性能。本研究为核壳结构多金属磷化物的可控构筑提供了新思路。（2）采用微波水热法和原子层沉积法在碳布上可控构筑了具有核壳结构的Mn3O4@ZnO纳米片阵列。探究了ZnO包覆层及其厚度对于Mn3O4@ZnO纳米片储锌电化学性能的影响。研究表明,在100 mA g-1的电流密度下,经过100圈的循环之后,相比于Mn3O4纳米片,Mn3O4@ZnO纳米片的容量保持率从27.3%提高至60.3%,倍率性能也有所提升,说明ZnO包覆层的引入可以改善材料的电化学性能。（3）利用静电纺丝法结合原子层沉积法和后续热处理过程,成功地制备了由纳米颗粒自组装而成的具有核壳结构的ZnMn2O4/C@TiO2一维纳米纤维,并对材料包覆前后的储锌性能进行了研究。研究结果表明,在200 mA g-1的电流密度下,经过100圈的循环之后,ZnMn2O4/C@TiO2纳米纤维的容量保持率相较于ZnMn2O4/C纳米纤维得到了改善,从66.4%提升至96.1%,倍率性能也大幅提升。说明在ZnMn2O4/C纳米纤维表面沉积超薄TiO2包覆层可以改善其循环稳定性和倍率性能。