面对化石燃料引发的各种问题,人们开始寻找符合可持续发展理念的新能源替代品。电化学储能作为一种有效的能量储存与转换形式,因为具有可持续性和环境友好性而备受研究者们的关注。本文对三种电化学储能体系的电极材料进行研究,探讨材料的结构、形貌等对电化学性能的影响。主要内容如下：(1)采用一步水热法,以柠檬酸钠作为螯合剂,葡萄糖作为软模板,成功得制备了不同镍掺杂量的氧化锡纳米球。XRD和Raman谱图证明镍的掺杂并未引起氧化锡物相的改变。TEM与SEM表征揭示了所合成的纳米球尺寸在100 nm左右,大小均匀,分散性良好。当镍的掺杂量为5 mo1%时,氧化锡的电化学性能改善是最明显的。我们在电压范围为0.005-2.0 V下对所制备的材料进行充放电测试,并将倍率大小设为0.2 C,可以看到,镍掺杂氧化锡经过第一周的不可逆容量损失后,第二周的可逆放电比容量稳定在1267 mAh/g,那么相对于第二周,材料在35周后的容量保持率为53.2%。这一结果证明合适量的镍掺杂有效地缓解了材料在脱嵌锂过程中的晶格体积膨胀,从而明显优化了氧化锡的电化学性能。(2)我们成功地合成了一种新型的多壁碳纳米管微球,并将其作为碳载体应用到钠离子电池负极材料锡锑合金。碳微球是以价格低廉的水系分散的碳纳米管为原料,通过简单的喷雾干燥的方法制得的。以锌粉作为还原剂,采用共沉淀的方法,将SnSb合金钉扎在碳纳米管微球表面,合金颗粒约为100纳米左右,所占比例为61.7 wt%。电化学性能测试表明,相比较于无碳载体的SnSb合金,有碳载体的合金材料显示出更优的性能。当对材料进行30周的充放电测试并且固定倍率大小为0.1 C,其放电比容量从761 mAh/g降为400 mAh/g;此外,我们在不同倍率下对材料进行连续测试,其中当倍率为0.5 C的时候,依旧可以看到高达362 mAh/g的数值。(3)以以上制备的碳纳米管微球为基础,进一步将其作为锂硫电池硫正极的碳载体。这种碳骨架拥有多孔的微球结构,尺寸在几个微米左右。微球中的碳纳米管相互交联构建了一个三维电子导电网络。为了得到硫正极,我们通过简单的熔融-扩散的方式合成了碳硫微球作为锂硫电池的正极材料。这种碳硫复合物电极显示了优秀的循环性能和倍率性能。当倍率为0.2 C时,首周放电比容量为983 mAh/g,100周的长循环后,放电比容量维持在858 mAh/g;当倍率提高到0.5 C后,经过100周循环,最终的放电比容量为806 mAh/g。