随着社会的快速发展,环境问题日益严峻,可充电二次电池在解决化石能源消耗和环境污染问题方面发挥着日益重要的作用。NiFe二次电池因具有较高的理论能量密度、长的循环寿命、对环境不产生二次污染、电极材料来源广泛且价格低廉等优点受到关注。但商业NiFe电池较低的比容量、能量密度和库伦效率限制了其大规模的应用。急需通过提高其正、负极的性能来获得高性能的NiFe电池。本论文通过控制Co在Ni（OH）₂晶格中的掺杂量制备了中间相α-β-Ni（OH）₂/碳纳米纤维（CNF）复合材料,具有高的比容量、低的内阻和长的循环稳定性。我们也采用不同的方法制备了具有核壳结构的α-Fe₂O₃@C纳米复合材料和α-Fe₂O₃/碳纳米管（CNT）复合材料,电化学性能被测试,反应机理被提出。用α-β-Ni（OH）₂/CNFs制备的正极和α-Fe₂O₃@C或α-Fe₂O₃/CNT复合材料制备的负极组装成NiFe电池,展现出高的能量密度、库伦效应及循环寿命。研究的内容具体如下:镍正极:通过简便的化学共沉淀方法,制备了Co取代的Ni（OH）₂/CNFs复合材料。用XRD、TEM对材料的相及形貌进行了分析,对制备的工作电极进行了CV、EIS及单电极充放电的测试。XRD图证明样品为α-β中间相结构。在CV曲线中没有出现峰分裂现象,进一步证实复合材料为α-β-Ni_1-xCo_x（OH）₂中间相的结构。EIS测试表明复合材料的内阻较小。中间相α-β-Ni_1-xCo_x（OH）₂/CNFs复合材料具有高比容量、低电化学电阻和长循环稳定性。作为正极组装的NiZn电池,经过1500次循环后,在充放电电流密度为23 mA·cm^-2时,能量容量保持在215.24 Wh·kg^-1,并显示出较长的循环寿命。铁负极:（1）使用PVP作为表面活性剂和碳的来源,在水热条件下采用水解法首先制备了表面吸附有PVP分子的α-Fe₂O₃或FeO（OH）;然后将产物高温煅烧,再进行高温煅烧FeO（OH）转化为α-Fe₂O₃,PVP碳化为单质碳包覆在α-Fe₂O₃表面形成α-Fe₂O₃@C核壳结构纳米复合材料。红外谱图煅烧前PVP分子吸附在α-Fe₂O₃或FeO（OH）表面。XRD图表明煅烧后的产物为α-Fe₂O₃。TEM图展现α-Fe₂O₃的形貌为棒状,HRTEM图证明在棒的表面有大约5 nm厚的碳层,其中部分石墨化。反应的机理被提出。进行了CV、EIS及单电极充放电的测试。CV测试表明制备的工作电极具有较高的比容量;EIS测试表明其具有较小的内阻。将制备的α-Fe₂O₃@C作为负极,Ni_1-xCo_x（OH）₂/CNFs复合材料（x=0.01）作为正极,组装成NiFe电池进行了电化学性能测试。循环寿命可达400次以上,在第400次循环后NiFe电池仍具有114.81 mAh·g^-1的比容量和117.7 Wh·kg^-1的能量密度,库伦效率达到了90%。（2）通过热分解法一步合成了α-Fe₂O₃/CNT复合材料。产物的相结构和形貌使用XRD和TEM进行了表征。结果表明Fe₂O₃为α相,α-Fe₂O₃的形貌为纳米粒子,尺寸从几纳米到几百纳米之间,α-Fe₂O₃紧密锚附在碳纳米管表面形成α-Fe₂O₃/CNT复合材料。通过对α-Fe₂O₃/CNT复合材料制备的电极进行CV测试,得到了最佳的合成条件。EIS测试表明复合材料的内阻较小。将α-Fe₂O₃/CNT复合材料作为负极,Ni_1-xCo_x（OH）₂/CNFs（x=0.01）复合材料作为正极,组装成NiFe电池。当充放电电流密度为30 mA·cm^-2时其比容量为124.07 mAh·g^-1,倍率性能测试结果表明其具有良好的倍率性能。循环寿命可达500次以上,在第500次循环后NiFe电池仍具有120.02 mAh·g^-1的比容量和133.38 Wh·kg^-1的能量密度,库伦效率达到了94%。