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开发具有复杂中空结构的多金属氧化物复合材料已经成为锂离子电池（LIBs）高效电极材料的最新研究主题。金属氧化物尤其是多元金属氧化物因其低成本、容量高、安全性高等优势广泛应用于储能领域,但仍存在本征电导率低和容量衰减的问题。具有特殊复杂中空结构和异质结构的金属氧化物/碳复合材料由于其增强的比表面积、导电性和基于层次结构的稳定框架等优势备受瞩目,这有助于缩短离子/电子的传输距离,缓解循环过程中的体积变化。同时,在晶体结构中引入外来金属阳离子可以为Li+吸附提供更多的氧化还原活性位点从而进一步提高LIBs的电化学性能。本论文主要通过溶剂热法和离子交换法等方法相结合的制备策略分别成功地制备了蛋黄–双壳结构NiFe2V2O8@NC和中空四壳结构Zn0.5Mn0.5Co2O4/RGO的金属氧化物复合材料,并将其作为LIBs负极进行相关研究,均表现出卓越的电化学储锂性能,具体研究内容如下:（1）蛋黄–双壳结构NiFe2V2O8@NC纳米复合材料的制备及储锂性能研究通过简单的无模板方法并结合在煅烧过程中采用程序控制温度的方法,开发具有蛋黄–双壳的NiFe2V2O8@NC纳米复合材料,并将其作为LIBs的高效负极材料,探究储锂性能。在制备过程中,通过在冷凝回流环境条件下的Ni–Fe甘油酸盐实心球和VO3–的阴离子交换反应和后续的热处理制得蛋黄–壳结构的NiFe2V2O8,然后通过PDA的包覆和在氩气环境下采用程序控温的煅烧工艺成功地合成了蛋黄–双壳结构的NiFe2V2O8@NC纳米复合材料。受益于独特的蛋黄–双壳结构,该电极在0.2 A g–1的电流密度下经过200次充放电循环后获得了1347.6m A h g–1的高可逆容量而没有明显的下降,具有理想稳定的倍率性能(在5 A g–1下为726.1 m A h g–1),以及优越的循环稳定性(在1 A g–1下经过300次循环后容量保持率为75.6%)。这种优异的电化学锂离子储存能力被认为是由协同阴阳离子和氧的氧化还原所实现的快速离子扩散动力学引起的。此外,NiFe2V2O8@NC的储锂性能还可以通过电容主导的表面电化学反应的增强得到了进一步的提高(当扫速为1.0 m V s–1时赝电容贡献高达89.6%)。最后,本工作还组装了Li Co O2//NiFe2V2O8@NC锂离子全电池并且对全电池的电化学性能进行了评估,显示了其实际应用的巨大潜力。本工作将为高效锂存储的复杂多孔蛋黄壳状纳米结构的精心设计、可控构筑提供启发性的见解。（2）中空四壳结构Zn0.5Mn0.5Co2O4/RGO复合材料的制备及储锂性能研究通过一种高效和通用的合成策略成功地制备了具有中空四壳结构的Zn0.5Mn0.5Co2O4/RGO复合材料并研究了其作为高性能负极材料在LIBs中的应用。首先通过溶剂热法制得Zn–Mn–Co前驱体,随后通过程序控温的煅烧法制备了中空四壳Zn0.5Mn0.5Co2O4,最后将Zn0.5Mn0.5Co2O4样品粉末分散到石墨烯水分散液中并通过水热法还原制得了具有中空四壳结构的Zn0.5Mn0.5Co2O4/RGO异质结构复合材料。当作为LIBs的负极材料进行储锂性能探究时,Zn0.5Mn0.5Co2O4/RGO电极具有显著的高可逆容量(电流密度为0.1 A g–1,100次循环后,比容量为1173.4 m A h g–1)和出色的长循环稳定性(电流密度为2 A g–1,500次循环后,比容量为623.6m A h g–1)。此外,Zn0.5Mn0.5Co2O4/RGO电极还具有稳定的高倍率性能,当电流密度为5 A g–1时其放电比容量可高达446.8 m A h g–1。优异的储锂性能得益于独特的中空多壳结构和异质结构,可以有效缓冲循环过程中的巨大体积变化、缩短离子扩散路径和加快Li+的扩散以实现高倍率性能。同时,这种结构优势还可以促进RGO和Zn0.5Mn0.5Co2O4之间的界面电子转移,促进了快速的离子扩散动力学。此外,本工作还成功组装了Li Co O2//Zn0.5Mn0.5Co2O4/RGO锂离子全电池并进行相关的测试和评估,其展现出优异的倍率性能、循环稳定性以及潜在的应用性能。为构建具有复杂中空结构的新型金属氧化物/RGO复合材料提供了一个简便高效的合成方法和指导性建议。