人们对化石燃料日益增长的需求加速了能源的耗竭,也将不可避免地产生严重的环境污染问题。为了让我们的社会有一个环境友好可持续发展的未来,发展可再生资源（如光能、风能和潮汐）是解决环境和能源危机的有效方案之一。然而,相比于电力的稳定,可再生能源在时间、空间上存在间歇性。因此,开发一种具有成本效益的可再生能源存储电池势在必行。锂离子电池（LIBs）作为一种商业化的储能系统已经被成功地开发出来,经过迅速地渗透到小型便携式的电子设备、新能源汽车和电网储能等技术方面主导了储能市场。然而,由于锂资源不但储量低且地域分布不均匀,LIBs高昂的生产成本成为限制其发展的主要因素。而钾资源具有高的地球丰富度、低标准氧化还原电位和环境友好,新兴的钾离子电池（PIBs）被认为是最有潜力的替代品之一。本论文以钴、铁基化合物为研究对象,采用静电纺丝、尖端生长等合成方法合成了两种三维多孔复合材料。并测定和分析了样品的微观形貌、晶体物相特性、材料的比表面积及孔径分布等。此外,本文将合成的材料组装成PIBs,对其进行电化学方面的测试,同时也对材料的储钾的能力进行了密度泛函理论（DFT）的计算、检测与动力学分析。本文的主要研究内容如下:1、采用简单的静电纺丝、磷化和多巴胺碳包覆工艺制备了氮掺杂碳包覆磷化钴空心纳米管（N/C@Co P-HNFs）。对材料的结构进行了表征,并对其电化学性能进行了研究,通过DFT理论计算及非原位XRD对其储钾行为进行了分析。结果表明,K+插层/脱层动力学的过程得到有效增强,体积形变得到缓冲。因此,该电池在100 m A g-1的电流密度下,初始放电容量为460.8 m Ah g-1,200圈后仍可保持198.0 m Ah g-1的高可逆容量。除此之外,通过DFT计算表明,氮掺杂碳包覆层上的吡啶N和吡咯N是通过调节碳层的电荷密度来增强了Co P纳米空心管的存储性能的。2、本文采用原位尖端生长的方法构造了一种以二维细菌纤维素（PBC）碳基底接枝封装着Fe3N和Fe2O3纳米粒子的一维碳纳米管（CNTs）的三维分等级结构（记为PBC@Fe2O3/Fe3N-CNT）,并对材料的结构进行了表征,还对其电化学性能及储钾行为进行了研究。当把它用作PIBs负极材料时,在100 m A g-1的电流密度下,具有342.2 m Ah g-1的高可逆容量,在3200 m A g-1时具有330.1 m Ah g-1的优越倍率能力,超过了大多数报道的负极材料。