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本文合成了九种新型的共轭聚合物/碳复合材料作为锂离子电池负极材料,分别采用扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、比表面测试仪（BET）对复合材料进行了表征,对组装的锂电池进行恒流充放电、倍率性能、循环伏安及交流阻抗等电化学性能测试。具体内容如下:1、合成了聚4,7-二（9-H咔唑）苯并噻二唑（PCBTD）与碳材料形成的PCBTD@C复合材料、聚吲哚-6-羧酸（PICA）与碳材料形成的PICA@C复合材料、聚噻吩-2,6-二溴蒽醌共聚物（PTA）与碳材料形成的PTA@C复合材料。由SEM可知,片状结构的聚合物PCBTD材料包覆在碳的表面;带状结构的聚合物PICA材料缠绕在碳的表面;蜂窝状结构的聚合物PTA材料包裹在碳的表面。实验结果表明,三种复合材料阻抗性能:PCBTD@C<PICA@C<PTA@C,其中PTA@C复合材料的界面电阻最小,阻抗性能好;PICA@C扩散效应最小且界面电阻居中,表现出稳定的放电比容量。在0.1 A/g电流密度下,三种复合材料稳定放电比容量分别为500 m Ah/g、650 m Ah/g、1300 m Ah/g,首次放电比容量分别达到1782.8 m Ah/g、2234.1 m Ah/g、4813 m Ah/g,首次库伦效率分别为33.1%、39.5%、41.3%。放电比容量大小为:PCBTD@C<PICA@C<PTA@C,其中PTA@C复合材料的放电比容量最高。PCBTD@C复合材料不适合大电流充放电,但其倍率性能较稳定;PICA@C复合材料的电化学性能处于中间状态;PTA@C复合材料的锂电池循环性能不稳定,但其在大电流下有较高的放电比容量。2、合成了聚噻吩-1,3-二溴-5,7-双（2-乙基己基）苯并[1,2-C:4,5-C’]二噻吩-4,8-二酮共聚物（PTB）与碳材料形成的PTB@C复合材料、聚噻吩-1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮-3,6-二溴-1,2-苯二胺合成共聚物（PTPD）与碳材料形成的PTPD@C复合材料、聚二噻吩-1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮-3,6-二溴-1,2-苯二胺合成共聚物（PDTPD）与碳材料形成的PDTPD@C复合材料。由SEM可知,聚合物PTB、棒状的聚合物PTPD、块状的聚合物PDTPD均掺杂在Vulcan XC-72碳材料中。三种复合材料的锂离子电池的阻抗性能:PTB@C>PTPD@C>PDTPD@C,PTB@C复合材料的界面电阻和扩散效应最小,电极表面均匀,其电化学性能优良。经电化学测试,具有较好的循环伏安特性和倍率性能,在不同电流密度下,随着循环次数增多出现性能不稳定。在0.1 A/g电流密度下,PTB@C、PTPD@C、PDTPD@C三种复合材料首次放电比容量分别为3153.9 m Ah/g、4330.9 m Ah/g、904.7 m Ah/g,其次序为:PTPD@C>PTB@C>PDTPD@C;首次库伦效率分别为59.0%、45.3%、40.3%,循环五圈之后的放电比容量相对较稳定,PTB@C复合材料的放电比容量最大达到1610 m Ah/g,PDTPD@C复合材料的放电比容量最低达到860 m Ah/g。3、合成了聚二噻吩-1,3-二溴-5,7-双（2-乙基己基）苯并[1,2-C:4,5-C’]二噻吩-4,8-二酮共聚物（PDTB）与碳材料形成的PDTB@C复合材料、聚联噻吩-2,3,4,5-四溴噻吩共聚物（PDTT）与碳材料形成的PDTT@C复合材料、聚噻吩-5,5’-二溴-2,2’-双噻吩共聚物（PTDT）与碳材料形成的PTDT@C复合材料。由SEM可知,PDTT@C、PTDT@C复合材料具有纳米尺寸的纳米线结构,经倍率性能、恒流充放电循环性能测试结果表明,三种材料的电化学性能良好。其电池的阻抗性能:PDTB@C<PDTT@C<PTDT@C,PDTT@C复合材料的电极表面均匀,其扩散电阻小,而PTDT@C复合材料的扩散电阻最大,但是界面电阻最小。由循环伏安曲线可知,PTDT@C复合材料的氧化区域最大,则其材料的放电比容量理论上较高。在0.1 A/g电流密度下,三种材料的放电比容量分别达到1070 m Ah/g、1250 m Ah/g、1430 m Ah/g,其首次放电比容量分别达到5173.6 m Ah/g、4613 m Ah/g、5237.3 m Ah/g,首次库伦效率分别为41.2%、51.2%、46.3%。而在2 A/g的电流密度下,PDTT@C、PTDT@C复合材料的放电比容量分别为1090 m Ah/g、1160 m Ah/g,大电流密度下纳米结构的复合材料呈现较高的放电比容量。