负极材料在提高锂离子电池性能方面发挥着重要作用。其中,负极材料种类繁多,Al基负极由于其较高的嵌锂容量,近年来得到比较广泛的研究。但较大的体积膨胀一直制约其进一步发展,而将Al合金化是一种重要的解决办法。Al-Cu-Fe准晶是具有特殊原子排列方式的固体有序相。其二十面体结构包含大量的四面体间隙,可以作为良好的储能材料。我们的前期研究表明铸态AlCuFe准晶可以储锂,但是储锂容量偏低。本文一方面以铸态准晶为基础,对其进行改性,研究提高其储锂容量的方法。另一方面采用机械合金化方法制备Al-Cu-Fe准晶。研究机械合金化法制备Al-Cu-Fe准晶的最佳工艺条件,对机械合金化过程中AlCuFe合金的相结构变化进行研究。研究通过机械合金化得到的AlCuFe准晶储锂性能。本文采用高能行星球磨和振动球磨两种不同设备,采用Al、Cu、Fe元素粉末进行机械合金化制备Al₆₄Cu_23.5Fe_12.5准晶的尝试。研究了不同不同转速、不同时间下机械合金化过程中的相结构变化和结构演化分析,考察了高温退火对不同状态样品的影响。通过充放电测试对不同结构的粉末进行储锂性能研究,并对生成的准晶样品进行电化学性能测试进一步了解其脱嵌锂机制。研究发现,随着球磨转速、时间的增加,粉末样品为从晶态元素粉逐渐向稳定态β相Al（Cu,Fe）转变的过程。同时铁磁性随着结构的转变依次减小,直至转变为β相,样品的铁磁性稳定在一固定值。此外,粉末颗粒的粒径逐渐减小,并且形状趋于规则。行星球以250rpm研磨10小时,样品在930℃退火以获得单相准晶。球磨样品中的非晶化程度与热处理后的准晶相的量成反比。较低的球磨速度、较短的球磨时间反而有利于退火释放球磨应力后准晶相的产生。锂储存性能测试结果表明,在机械合金化过程中,随着球磨时间的增加,放电比容量增大,球磨完成非晶化后容量趋于稳定。通过机械合金化和随后的热处理获得的Al₆₄Cu_23.5Fe_12.5准晶的放电容量稳定在60mAh/g。明显高于同成分非晶合金的的容量。准晶试样在1.0V左右出现氧化峰,而还原峰电位为0.25V左右,表明准晶可以储锂。EIS测试表明:首次循环时,材料表现出较高的电荷迁移电阻和Warburg阻抗。多次循环后,脱嵌锂的通道被打开,循环性能增强。本文以人工石墨和铸态Al-Cu-Fe准晶为原料,通过高能行星球磨和振动球磨两种不同的机械合金化设备,合成了石墨-Al-Cu-Fe准晶纳米复合物。研究了不同设备,时间和速度下粉末的结构变化和物理性质。使用HRTEM进行复合物的微观结构和非晶石墨晶体学原位分析。通过锂储存性能测试研究了复合材料的性能和锂离子的脱嵌机理。结果表明,行星球磨550rpm60h成功合成石墨/Al-Cu-Fe准晶纳米复合物。过低的能量输入无法彻底使石墨非晶化,过高会破坏准晶的结构。随着球磨时间的延长,两相均匀混合,准晶颗粒减小,非晶石墨形成了类似洋葱的环状。直径在4-20nm变化,微粒由不同数量的同心壳构成,形成对准晶的不均匀包覆。且复合材料中存在大量的结晶缺陷。充放电测试显示,复合物的首次放电比容量高达784mAh/g,20次循环后稳定在465 mAh/g。相比准晶的60 mAh/g有显著提升,且循环稳定性良好。