锂离子电池由于高比容量、快速充放电、循环周期长等特点,而成为研究热点。电极材料是锂离子电池的关键组成部分,决定了其性能的优劣。钴酸锌正极材料因其低毒性、低成本、高理论比容量的优点备受关注。然而,其存在导电率低,循环过程中体积变化较大等缺点。本论文围绕ZnCo2O4电极材料展开研究,以提高容量和稳定性为目的,成功合成了三维球状和二维片状结构,并对其微观形貌、储能机理、锂离子电池性能等方面展开研究。具体内容如下:首先,利用简单的化学浴法制备球状ZnCo2O4前驱体,并通过简单的水热反应包覆碳材料。采用X射线衍射分析、热重分析、比表面积分析、形貌分析和电化学测试等手段对材料进行结构、形貌、电化学性能研究。ZnCo2O4@C复合材料的初始放电容量为1025.8 mAh·g-1,经过100圈后容量稳定在426.6 mAh·g-1。测试结果表明,与未包覆材料相比包覆碳后提高了材料的电化学稳定性。然后,利用简单的化学浴法制备ZnCo2O4前驱体材料,并用水热法在其表面包覆一层氢氧化物和石墨烯纳米片,得到丰富介孔结构的ZnCo2O4@ZnCo-LDH@rGO电极材料,该材料特殊的结构提供了更多活性位点,促进电解液与正负极材料的有效接触。ZnCo2O4@ZnCo-LDH在100 mA·g-1下循环100次放电比容量为130 mAh·g-1,通过包覆后容量提升为982 mAh·g-1。说明,包覆石墨烯后改善了材料的电化学稳定性,锂电性能得到明显改善。最后,采用水热法得到ZnCo2O4前驱体后,研究在烧结过程中不同降温速度对材料形貌和电化学性能的影响,制备出了大小晶粒不同的ZnCo2O4纳米片,急速降温得到的纳米片(ZCO-S)平均晶粒大小为9nm,自然冷却得到的纳米片(ZCO-L)平均晶粒大小为13 nm。并对小晶粒ZCO-S的材料进行石墨烯包覆得到复合材料(ZCO-S@rGO),该结构有利于电解液的快速渗透,增大了电解液与电极材料的接触面积。所得的ZCO-L、ZCO-S、ZCO-S@rGO电极材料在100 mA·g-1的电流密度下循环100圈后的放电比容量分别为150、276、1078 mAh·g-1,包覆石墨烯后电化学稳定性得到了明显地提升。