锂离子电池由于其高的能量密度、长的循环寿命及无污染等特性已经成为便携式柔性设备和电动汽车的主要动力源。随着实际应用需求的不断发展,轻质、柔软、高容量、良好的循环寿命等已成为新一代锂离子电池研发的主要目标。当前,商用的锂离子电池主要以石墨为阳极,但石墨的理论容量较低(372mAh g-1)限制了锂离子电池的进一步应用。过渡金属及其氧化具有高的理论容量激起了研究者兴趣,其中四氧化三铁的理论容量高达928mAh g-1,导电性好,价格低廉和对环境友好,已成为锂离子电池阳极材料研究的热点。然而,在充放电过程中,四氧化三铁的体积会发生剧烈的膨胀,从而导致电极结构的破坏,容量急剧衰减,严重影响锂离子电池的循环性能。为了解决这个问题,本论文首次把柔性巴基纸作为衬底,用电化学的方法将理论容量较高的四氧化三铁与巴基纸结合,形成3D多孔的纳米复合结构,制备出轻质、柔软的自支撑锂离子电池阳极。实现了高的比容量、良好的循环寿命和优越的倍率性能。制备新型自支撑锂离子电池阳极,我们首先研究了四氧化三铁在巴基纸上的电化学可控生长。巴基纸是由碳纳米纤维和碳纳米管组成的自支撑多孔结构,具有很大的比表面积、良好的导电性和导热性、柔软及宏观的易操控性。这种纳米的自支撑多孔结构已经被广泛的应用于电磁波吸波与屏蔽、燃料电池、锂离子电池和超级电容器等。在制备四氧化三铁／巴基纸复合材料过程中,通过对循环伏安曲线和不同沉积电压产物的表征和分析,确立了在巴基纸上沉积四氧化三铁的电压范围为-1.0V至-1.15V。同时,探究了在一定的外加电压下,沉积时间对四氧化三铁颗粒的影响,并且可以通过控制沉积时间有效的控制四氧化三铁的颗粒尺寸。此外,不同颗粒尺寸的四氧化三铁和巴基纸复合材料展现了一定的磁特性和微弱的磁各向异性,再一次证实了四氧化三铁颗粒很好的分散在巴基纸中。因此,通过控制生长条件,巴基纸上可以进一步得到均匀覆盖和可以控制颗粒大小的四氧化三铁。然后,把四氧化三铁／巴基纸复合材料作为阳极将其组装成锂电池进行电化学性能的测试。首先选取沉积电压为-1.05V,在直径为1.6cm的圆形巴基纸上控制沉积的库仑量为5C,获得四氧化三铁/巴基纸复合阳极。通过与传统技术制备的空白四氧化三铁阳极的电化学性能对比得出,新型四氧化三铁/巴基纸复合阳极具有更高的容量和更稳定的循环性能。同时,这种新型复合阳极避免了PVDF、NMP及金属集流体的使用,从而显著地减轻了电极的质量和成本,实现了轻质、柔软、高容量、长循环寿命锂离子电池阳极的制备。本项研究为轻质柔性的锂电池奠定了基础,将促进锂电池在柔性可穿戴式电子设备中的应用。