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随着能源消耗的增长和环境污染的加剧,绿色新能源的开发需求日益迫切。锂离子电池由于具有能量密度高、无记忆效应、使用寿命长、自充放电低等优点已经成为最有希望的替代能源之一,并且在便携式电子产品应用领域中占据了主导地位。然而,为满足高能电动汽车等应用需求,其电池容量、高倍率性能仍需要提高。纳米材料具有比表面积大、电荷传导快等优点,可以有效地提高锂离子电池的容量和倍率性能。本论文制备了几种具有特殊纳米结构的过渡金属氧化物作为锂离子电池负极材料,借助扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射等手段对材料形貌及电子结构进行表征,通过充放电测试研究材料的电化学性能。利用水热法合成Mn02纳米管,空心管长度约为1-2 um,直径约为100nm。并在此基础上分别制备了SnO2-MnO2-SnO2和MnO2-Co3O4纳米复合材料,TEM测试表明Sn02纳米颗粒均匀的填充在MnO2纳米管内外,Co3O4纳米颗粒负载在Mn02纳米管外。电化学性能测试表明,0.2C倍率下充放电50圈,SnO2-MnO2-SnO2复合结构的容量比纯的MnO2提高了一倍多,MnO2-Co3O4复合结构的电池容量比纯Mn02略有提高。在没有模板或表面活性剂的条件下,通过一步水热自组装合成了花状结构的氧化镍,以时间为变量研究花状结构的形成,发现随着反应时间的增加片的厚度逐渐增加,形貌并未发生明显的变化。进一步的研究发现,通过研磨可以得到分散的具有六方结构的二维氧化镍纳米片,直径约200 nm,厚度约15 nm。在纯的氧化镍材料上制备了NiO-Co3O4复合结构,可以看到氧化钴纳米颗粒负载在六方NiO纳米片上,加入不同含量的钴盐得到的产物氧化钴颗粒密度不同。同时对两种电极材料进行充放电测试,在0.1C倍率下NiO纳米片初始放电容量和充电容量分别为1028 mAh g-1和718 mAh g-1, NiO-Co3O4复合结构起始放电容量和充电容量分别为1098 mAh g-1和743 mAh g-1,70圈循环后NiO电极的可逆容量为259 mAh g-1,相比之下NiO-Co3O4复合纳米结构的容量仍能达至633 mAh g-1。连续在O.1C、0.2C、0.5C、1C不同倍率下进行充放电测试,NiO电极的容量分别为556 mAh g-1、290 mAh g-1、152 mAh g-1、117mAh g-1, NiO-Co3O4复合纳米结构容量分别为663 mAh g-1、480 mAh g-1、384 mAh g-1和315 mAh g-1,当倍率回到0.1C时,NiO-Co3O4复合材料的容量仍能达到650 mAh g-1,而NiO纳米片本身仅有362 mAh g-1,结果表明NiO-Co3O4复合材料与纯的NiO片相比,可逆容量和循环性能都有很大的提高。