随着现代社会的发展,低碳绿色成为新时代下的主旋律。人们对电子设备和电动汽车的需求也随着时代的进步而日益剧增。市场对动力型高储能的锂离子电池的需求量也不断加大。与此同时,对锂离子电池的稳定性能、循环寿命、倍率性能以及能量密度有了更加严格的要求。负极作为锂离子电池的关键组成部件,在很大程度上决定了电池的主要性能,所以开发高效的负极材料具有重要意义。本文针对锂电池单一组分的缺陷性、导电性能差、体积膨胀和稳定性能不佳的现状,充分利用过渡金属硒化物的高容量优势以及石墨材料的缓冲作用及优良导电性,将两者或多者有机结合,通过一步或者两步的简单高效的方法,开发制备出颗粒小、表面积大且能提供充足又快速的电子传输通道的高容量NiSe₂及FeSe₂系列复合合材料。主要研究内容如下:1、为解决锂电池充放电过程中体积膨胀以及合成方法复杂难操作的问题,本实验尝试用水热法一步合成合成NiSe₂@C及FeSe₂@C锂电池负极材料。研究表明此法简单高效,合成的NiSe₂@C及FeSe₂@C颗粒细小,结构稳定性优良。此外,与FeSe₂@C相比,NiSe₂@C纳米复合材料具有较高的比容量和长期的循环稳定性,在1 A g^-1的条件下,经过100次循环后,可保持550 mAh g^-1左右。当电流密度回到0.2 mAh g^-1时,它能够立刻恢复到初始容量值614.9 mAh g^-1。2、过渡金属硒化物的容量高但仍然存在导电性不佳的问题。因此,本实验中NiSe₂@Ni与FeSe₂@Fe纳米泡沫通过水热法和煅烧直接合成成功,第一次对NiSe₂掺杂Ni进行了研究。结果表明,掺杂对应金属后,电化学性能得到进一步提升。巨噬细胞状的特殊结构提供了更多的活性位点。特别地,与FeSe₂@Fe及NiSe₂@C相比,NiSe₂@Ni纳米复合材料具有较高的比容量和长期的循环稳定性,在2 A g^-1的条件下,经过600次循环后,可保持575.9 mAh g^-1。当电流密度回到0.2 mAh g^-1时,它能够立刻恢复到初始容量值938.5 mAh g^-1。3、由于单一化合物的电极材料电化学性能有限很难满足现代电池的性能需求。然而在许多应用中,尤其是在储能方面,多功能复合材料具有明显的优点,它总是能够克服单一复合材料的缺点,所以本实验第一次通过水热法和球磨法成功合成了千层饼状FeSe₂-NiSe₂/C多层纳米复合薄片。FeSe₂与NiSe₂经过球磨混合成复合材料后,FeSe₂和NiSe₂像中国的千层饼一样,被碳基体一层一层的均匀包裹着。由于其特殊的结构,使其具有比NiSe₂@Ni更加出色的电化学性能。作为Li存储器的负极材料,此电极提供了优越的初始放电容量(1670.1 mAh g^-1),稳定的循环容量(在1A g^-1的条件下100个循环后700.5 mAh g^-1),以及良好的倍率性能。