Fe₃O₄作为锂离子电池负极材料具有:理论容量高、环境友好、资源丰富和安全性高等优点,是近年来研究的热点。然而由于Fe₃O₄转化反应是储锂机理,使充放电过程中生成了1-5 nm的Fe和Li2O粒子,导致电极材料发生粉化团聚,其电池循环性能变差。因此科研人员采用改变纳米材料的结构和制备碳包覆复合材料等改性研究,来提高材料的电化学性能。实验中,采用溶剂热法制备多孔球Fe₃O₄（P-Fe₃O₄）和小颗粒Fe₃O₄（N-Fe₃O₄）材料,并用葡萄糖作为碳源,进行碳包覆Fe₃O₄粒子。得到的四种材料作为锂离子电池的负极,研究Fe₃O₄的电化学性能。电极材料P-Fe₃O₄和N-Fe₃O₄的初始比容量均高于理论比容量,在50次循环后,电极材料P-Fe₃O₄/C和N-Fe₃O₄/C的比容量保留率依次为27.8%和34%,都高于Fe₃O₄电极材料。因为特殊形貌可以提供额外的空间和缓解体积的变化,而碳包覆可以降低体积膨胀的应力和防止材料粉化团聚。实验中,采用溶剂热掺杂镍离子的方法,成功制备了多孔球P-Ni-Fe₃O₄和小颗粒N-Ni-Fe₃O₄纳米复合材料,提高了电池的初始容量。水热碳化法制备了碳包覆掺杂型粒子,提高电池循环性能。其50次循环后,电极材料P-Ni-Fe₃O₄/C和N-Ni-Fe₃O₄/C的库伦效率都将近100%,并且剩余容量都高于Ni-Fe₃O₄电极材料。结果表明掺杂有利于提高晶体内部的电子导电性能,而碳材料作为保护层可以保持电极材料的稳定性,降低容量的衰减。同理采用钴作为掺杂离子制备Co-Fe₃O₄纳米粒子,并用葡萄糖碳化法制备纳米Co-Fe₃O₄/C的复合材料。在50次循环后,电极材料P-Co-Fe₃O₄/C和N-Co-Fe₃O₄/C的库伦效率都将近100%,并且剩余容量都高于Co-Fe₃O₄电极材料。石墨烯本身具有良好的储锂性能和导电性能,可以缓冲Fe₃O₄颗粒嵌/脱锂离子过程中的体积变化,和保持复合材料中各组分的反应活性。采用溶剂热一步法制备电极材料,包括P-Ni-Fe₃O₄/GNs、N-Ni-Fe₃O₄/GNs、P-Co-Fe₃O₄/GNs和N-Co-Fe₃O₄/GNs。石墨烯进行复合的电极材料的比容量和循环性能,均比Ni-Fe₃O₄和Co-Fe₃O₄电极材料提高很多。在50圈循环后,充放电容量基本上保持在800 m Ah/g左右,容量衰减幅度很小,库伦效率可以高达98%。