锂离子电池作为一种轻便,能量密度高,循环寿命长和环境友好的化学电源已经被广泛地应用于人们生活的方方面面。但随着人们对电池续航,安全性以及寿命的需求的提升,现有的锂离子电池已经不能满足人们对续航和安全性的需求。因此,越来越多的研究者开始开发更优异的锂离子电池。正负极材料是制约锂离子发展的关键,尤其是负极材料的比能量还有很大的提升空间。在众多的负极材料中,转换型负极材料Co3O4由于拥有890 m Ah g-1的比容量(高于商业石墨的374 m Ah g-1)而受到研究者的热切关注。但Co3O4低的本征电导率和循环过程中大的体积膨胀带来的循环比容量的衰减限制了其在锂离子电池中的应用,因此亟待通过有效的改进策略来解决Co3O4所面临的问题,提升其电化学性能。本文针对Co3O4负极材料存在的缺点,通过碳元素的掺杂并耦合氮掺杂碳以及单纯的氮元素的掺杂来提升Co3O4的本征电导率和循环稳定性。相比于未经包覆和未经掺杂的纯Co3O4材料,耦合了氮掺杂碳的碳掺杂Co3O4微米棒和氮掺杂的Co3O4材料都展现出更高的比容量和更优异的循环稳定性。论文的主要研究成果如下:（1）利用简单的水热法合成碱式碳酸钴前驱体微米棒,并用酚醛树脂包覆,之后在惰性气氛下进行高温煅烧,得到低含量氮掺杂碳包覆的碳掺杂Co3O4微米棒,并运用多种现代测试技术进行表征。将其组装成半电池后,相比于未改进的Co3O4微米棒,改进的Co3O4微米棒展现出了优异的电化学性能,在0.2和1A g-1电流密度下,其初始充电比容量分别1130和939 m Ah g-1,初始库伦效率为84.5%(0.2 A g-1电流密度下),远高于纯Co3O4微米棒,,且在经历了110和500次循环后,其充电比容量不降反升地达到了1265和1036 m Ah g-1的水平,高于初始充电比容量。其电化学阻抗图谱表明改性后的样品拥有优异的电子传输和锂离子扩散能力。此外其循环比容量的上升也与电极材料在循环中的活化有关。（2）利用简单的在氨气氛围下煅烧Co3O4微米棒得到单纯的氮元素掺杂的Co3O4微米棒,并探究Co3O4材料在单纯的异质元素掺杂下其性能的提升。在对氮掺杂Co3O4微米棒进行一系列物相表征后,将其组装成半电池进行电化学测试,其充电比容量和循环稳定性都有了极大的提升。相比于未掺杂的Co3O4微米棒,N-Co3O4微米棒在0.2和1 A g-1的电流密度下充电比容量分别达到了893和847 m Ah g-1,库伦效率也高达71.7%和70.3%,且在经历了100和300圈循环后,其充电比容量也不降反升,达到了1203和976 m Ah g-1,高于初始充电比容量。其性能的提升归因于氮元素掺杂所带来的样品电导率和锂离子扩散能力的提升,以及循环过程中样品的活化带来的循环比容量的上升。