石墨是一种在各种环境条件下稳定的碳同素异形体,具有典型的层状晶体结构,半金属电子能带结构以及极高的化学稳定性和耐热性,因此具有广泛的基础和技术应用。其众所周知的插层化合物,特别是碱金属和碱土金属的插层化合物,在能量存储应用（例如:作为锂离子电池中的阳极材料）中特别受关注。过去50年来,人们一直在研究用杂原子掺杂剂（特别是相邻元素硼和氮）替代石墨晶格中的碳,作为调节石墨物理和电化学性能的途径。特别是,硼可以看作是将电子缺乏引入石墨的一种简单化学方法,可以降低p掺杂半导体中的费米能级,增加嵌入碱金属离子的能力。在合成的已知B-C化合物中,尤以BC3和LiBC材料被广大研究人员所青睐。BC3是一种类石墨材料,具有良好储锂储氢性能,是一种极具潜力的电极材料。但是至今为止,都没有出现高度结晶化的BC3样品的合成方法的报道,寻找新的合成方法是未来BC3材料所面临必须突破的瓶颈。LiBC材料同时也是一种极具潜力的锂离子电池负极材料,研究表明在以乙炔黑为碳源合成的LiBC材料的实际比容量能够达到500 m Ah/g,远远超过现在的商业化石墨。但是关于影响LiBC材料容量的原因却没有相关的报道。LiB2是一种从未被报道过的材料,理论研究表明其在常温下是半导体,高温下有较高的离子电导率。同时LiB2材料的晶体结构类似于Ca B6,连接八面体以形成平行于c轴的两种不同的通道,在一个平面中,小通道由3个互连的硼原子八面体组成,大通道由6个互连的硼原子八面体组成,是一种固态电解质的潜在材料。本文在前人的基础上,对影响LiBC材料的结构进行深层次的研究,同时也对LiB2材料进行了初步的探索。结果表明,能够进行充放电的LiBC材料与前人已知的结构存在差异,结构的差异与Li含量有关,Li含量约少,结构差异越大,容量越高。LiB2材料在Li含量发生改变时,其导电性发生巨大的改变,无法作为固态电解质使用,但是其作为负极材料使用时,表现出较好的电化学性能。本文的合成方法统一采用固相法,除烧结外的所有过程均在手套箱中进行,采用特制的不锈钢容器,用管式炉在氩气的气氛下恒温800℃烧结10h。得出缺锂样的LiBC材料在结构上发生了BC层排列的改变,导致材料体现出容量的差异。通过在合成过程中,我们调节Li源的比例和来源,来合成不同的LiBC材料进行对比,结果显示富锂材料的LiBC样品的比容量只有40 m Ah/g,可逆化学方程式为LiBC?Li0.96BC+0.04Li,而缺锂材料的LiBC(Li1-δBC)能够达到220 m Ah/g,可逆化学方程式为Li（1-δ）BC?Li（1-δ-0.22）BC+0.22Li。同时我们通过二次烧结和用铝箔包裹烧结成功的将Li1-δBC的容量提高,最后确定600℃10h恒温二次烧结的热处理方式将材料的容量提高至330 m Ah/g。采用XRD,Raman和SSNMR技术对LiBC和Li（1-δ）BC两个样品进行分析,研究两者产生容量差异的结构变化,结果显示,Li（1-δ）BC相对于LiBC材料的XRD图谱中,两者主峰基本一致,但是Li（1-δ）BC的代表曾经的峰位向左偏移,说明材料的晶格不发生改变但是层间距变大。Raman图谱中出现的峰位比例的改变,推测与材料中所含的Li含量变化有关,最后在固体核磁中,Li（1-δ）BC的B,C谱出现两个位置的峰位,而LiBC材料只有一个主峰,更加证明了两种材料存在结构上的差异。最后我们通过Diamond的软件,结合数据提出符合实验结果的结构模型。研究了LiB2作为固态电解质和电极材料在锂离子电池中的应用,结果显示,LiB2材料的导电性会随着Li含量的增加而发生突变,不适合作为固态电解质。我们通过干法擀膜,将其制成极片,发现在10μA的电流密度下,其可逆容量能够达到300 m Ah/g,大倍率充放电时,其容量变化较大。