随着便携式电子产品、电动汽车和电网的快速发展,作为当下应用最为普遍,最有前景的高能蓄电池之一的锂离子电池正面临新的挑战。目前,广泛应用的碳负极材料因为其相对较低的比容量已无法应对日益增长的需求。因此,研发新型的高比容量的锂离子电池负极材料便成为了当下锂离子电池领域的热门课题。Fe₃O₄是锂离子电池未来最理想的负极材料之一,它拥有较高的理论比容量,价格低廉,含量丰富,环境友好等优点。但是,Fe₃O₄在充放电过程中由于导电性差,结构不稳定导致的循环稳定性差和倍率性能低使其在锂离子电池中的应用受到了阻碍。本文主要采用溶剂热法合成酞菁低聚物修饰的Fe₃O₄纳米微球,然后利用退火处理得到Fe₃O₄/氮杂碳（Fe₃O₄/NC）复合材料,并探究了不同过渡金属掺杂和不同方法包覆石墨烯对材料结构及电化学性能的影响。具体研究内容及成果如下:（1）采用一步溶剂热法制备得到酞菁低聚物修饰的Fe₃O₄纳米微球,再经过退火处理得到Fe₃O₄/NC复合材料,探究不同过渡金属掺杂对其结构和电化学性能的影响。电化学测试结果表明:过渡金属的掺杂对复合材料的循环性能并无明显提升。在100 mA·g^-1的电流密度下,各复合材料的首次充放电比容量均在1000mAh·g^-1左右,经过100次循环充放电后,其充放电比容量均在400-500 mAh·g^-1左右。然而过渡金属的掺杂却明显地提升了复合材料的倍率性能,尤其是Mn的掺杂极大地提升了复合材料在大电流密度下的充放电比容量。在1000 mA·g^-1的电流密度下,Fe₃O₄/NC/Mn的充放电比容量可达约177 mAh·g^-1,相较而言,Fe₃O₄/NC的充放电比容量仅仅只有约70 mAh·g^-1。（2）通过一步溶剂热及退火处理制备石墨烯包覆的Fe₃O₄/NC复合材料（G1@Fe₃O₄/NC）,并分析了不同氧化石墨烯添加量以及不同溶剂热时间对复合材料的结构及电化学性能的影响。分析电化学测试数据得出以下结论:复合石墨烯后,各复合材料的循环性能和倍率性能都有所提升,尤其是当溶剂热时间为24 h,氧化石墨烯添加量为0.2 g（复合材料中石墨烯含量约为12%）时,得到的复合材料G1@Fe₃O₄/NC的循环性能和倍率性能最佳。在200 mA·g^-1的电流密度下,其首次放电比容量为1173.4 mAh·g^-1,循环充放电100次后,其放电比容量仍可达541.3mAh·g^-1(Fe₃O₄/NC为156.7 mAh·g^-1);当电流密度提高到500 mA·g^-1时,其放电比容量约为170mAh·g^-1(Fe₃O₄/NC约为80 mAh·g^-1)。（3）首先分别以邻苯二甲腈和Bph为酞菁单体,采用溶剂热法合成两种酞菁低聚物修饰的Fe₃O₄纳米微球（Fe₃O₄/Pc-1和Fe₃O₄/Pc-2）,再利用Fe₃O₄/Pc与氧化石墨烯之间的π-π相互作用通过机械搅拌复合后,水热还原氧化石墨烯,最后经退火处理得到石墨烯包覆的Fe₃O₄/NC（G2@Fe₃O₄/NC）,并研究不同氧化石墨烯添加量对复合材料的影响。电化学数据表明,以Bph为酞菁单体合成的复合材料的电化学性能明显高于以邻苯二甲腈为酞菁单体的复合材料。其中,当氧化石墨烯为150 mL时（复合材料中石墨烯含量约为9%）时,合成的复合材料G2@Fe₃O₄/NC-3的电化学性能最为优异。在200 mA·g^-1的电流密度下,其首次放电比容量为1310.2 mAh·g^-1,循环充放电50次后,其放电比容量仍可达952.2mAh·g^-1;当电流密度提高到1000 mA·g^-1时,其放电比容量仍保持在约550 mAh·g^-1。