锂离子电池作为一种绿色环保储能装置,因其循环稳定性好、能量密度高和环境友好而受到广泛关注。近年来,二维过渡金属碳氮化物（MXenes）以其较高的机械强度、优异的导电性、较高的比表面积和容纳嵌入物的能力,引起了科研者的兴趣。但是,大多数的MXenes来源于氢氟酸（HF）刻蚀Ti₃AlC₂,而Ti₃AlC₂在商业上无法大批量供应,生产成本高,所以本文采用Ti₃SiC₂作为供应充足且廉价的MAX相制备MXenes。本文首次利用HF和氧化剂对Ti₃SiC₂中的硅进行选择性蚀刻来制备二维层状Ti₃C₂,并用作锂离子电池负极材料。通过调控氧化剂的氧化性和蚀刻温度,能有效控制二维Ti₃C₂的层间距离。其次,采用原位生长法将二维Ti₃C₂与TiO₂进行复合和静电吸引法将二维Ti₃C₂与ZnCo₂O₄进行复合,并对复合材料的结构,以及其电化学性能进行了研究。其主要研究内容如分为以下三个部分:（1）采用成本低廉的MAX相Ti₃SiC₂作为原料来替代Ti₃AlC₂,制备二维层状Ti₃C₂。由于Ti-Si键比Ti-Al键强的多,所以单独使用HF作为刻蚀剂并不能成功制得二维层状Ti₃C₂,因此,采用氧化剂辅助HF作为刻蚀剂对Ti₃SiC₂进行刻蚀。首先,氧化剂将硅逐步氧化,随后HF再将氧化物溶解,从而有效的将Ti₃SiC₂中的Si刻蚀制得Ti₃C₂。采用H₂O₂作为氧化剂时,通过调控刻蚀温度可以有效控制Ti₃C₂的层间间距。随着刻蚀温度的升高,层间间距变得更宽,但是温度过高时,会发生刻蚀过度的现象,破坏层状结构,不利于电化学反应过程的离子和电子传输。通过对比研究发现,Ti₃C₂（H₂O₂-60）的层间距离高达10.07?,并且其层状结构完整,在200 mA g^-1的电流密度下经过250圈循环后,放电比容量仍能达到156 mAh g^-1,表现出了最优的电化学性能。经过水热处理后,在Ti₃C₂表面和层间原位生成TiO₂纳米颗粒,制得Ti₃C₂@TiO₂（H₂O₂-60）复合材料,层间距进一步增大到10.70?。此外,原位生成的TiO₂纳米颗粒提供了额外的锂存储容量,在200 mA g^-1的电流密度下经过250圈循环后,放电比容量高达177 mAh g^-1,并且在大电流密度下(2000 mA g^-1),经过1600圈循环后,放电比容量依然可以保持在102 mAh g^-1。（2）采用氧化性更强的浓硝酸（HNO₃）和HF作为刻蚀剂时,在室温下刻蚀40小时可以制得氮掺杂的二维Ti₃C₂,具有开放的片层结构,并且其层间间距高达12.52?。氮掺杂可以有效的提高材料的电导率,产生更强的界面结合,从而显著提高材料的循环稳定性和倍率性能。电化学测试表明,氮掺杂Ti₃C₂（HNO₃-RT）电极在200 mA g^-1的电流密度下经过500圈循环后,放电比容量仍然能稳定在201 mAh g^-1。经过水热处理后制得的氮掺杂Ti₃C₂@TiO₂（HNO₃-RT）,其层间距进一步增大到12.77?,在200 mA g^-1的电流密度下经过500圈循环后放电比容量仍然能稳定在302 mAh g^-1。在2000 mA g^-1的大电流密度下,经过1500圈循环放电比容量仍然能保持154 mAh g^-1,表明其具有优异的循环稳定性和良好的倍率性能。（3）采用液相脉冲激光辐照法将ZnCo₂O₄纳米片转换为的富含氧空位的ZnCo₂O₄纳米颗粒,以氮掺杂的Ti₃C₂（HNO₃-RT）为优良的基底材料,将两者按照不同的比例进行复合,制得氮掺杂的Ti₃C₂@ZnCo₂O₄复合材料。其中,通过液相脉冲激光辐照处理制得富含氧空位的ZnCo₂O₄纳米颗粒,可以有效提高其电导率和电化学活性,缩短离子扩散长度,降低传递电阻。ZnCo₂O₄纳米颗粒由于氧空位的存在自身呈现正电性,而氮掺杂的Ti₃C₂由于表面官能团的存在呈现负电性,两者通过静电作用力,ZnCo₂O₄进入Ti₃C₂的层间完成复合,并且保持了良好的二维层状结构。通过调控ZnCo₂O₄的含量,得到具有最优电化学性能的氮掺杂Ti₃C₂@ZnCo₂O₄-40复合材料,分别在200和500 mA g^-1的电流密度下,经过100和150圈循环后放电比容量为579和463 mAh g^-1。在2000 mA g^-1的高电流密度下,经过500圈循环后,Ti₃C₂@ZnCo₂O₄-40仍然能够保持较优异的放电比容量(344 mAh g^-1)。在倍率测试中,即使电流密度增加到3000 mA g^-1时,放电比容量仍可保持在238 mAh g^-1,当电流密度再次回到100 mA g^-1,放电比容量仍然可以稳定在525 mAh g^-1,表现出了优异的循环稳定性和良好的倍率性能。