随着环境污染和能源危机日益严重,人们亟需新一代储能设备代替传统的化石燃料,缓解储能危机。锂离子电池（LIBs）由于其高能量密度、长循环寿命、环保无污染等特点在储能领域备受关注。然而,目前石墨型负极材料理论容量较低,已经不能满足日益增长的能量需求,所以,研究者们需要寻找拥有高理论容量且优异循环性能的负极材料来代替传统的石墨负极材料。IVA族元素由于其高的理论容量而被认为是最具有潜力的负极材料,但是脱嵌锂过程中巨大的体积膨胀导致其结构崩塌,粉化,严重影响了循环稳定性。基于上述问题,设计制备锗基纳米多孔结构,并且引入导电性优异和小体积膨胀率的刚性材料,缓解锗基巨大的体积变化和较差的导电性。本文通过采用电弧熔炼炉熔炼和高真空旋淬系统甩带,并采用条件温和的选择性腐蚀来制备纳米级三维互连孔道结构的锗基复合材料。这种湿化学方法制备的锗基纳米复合材料应用在锂电负极中表现出优异的电化学性能。本文的主要内容:1.结合三元相图分析,设计制备了组分均匀可控的GeCuAl、GeTiAl和GeAgAl三元合金。选择合适的腐蚀条件刻蚀化学性质较活泼铝原子,得到三维互连的纳米孔道结构,如纳米多孔Ge/Cu₃Ge,Ge@TiO₂,Ge/Ag复合材料。2.将制备的纳米多孔Ge/Cu₃Ge,Ge@TiO₂,Ge/Ag复合材料进行结构和形貌表征。通过SEM和TEM表征可知,腐蚀后的复合材料由三维互连的孔道结构组成,孔道结构由主体的锗基骨脊韧带和掺混的改性金属及其氧化物组成,通过XRD,XPS和Raman分析可知,腐蚀后的材料组分均匀、含量可控。3.进一步进行电化学性能测试,由于引入改性金属及其氧化物,复合后的锗基材料均表现出优异的容量、出色的循环性能、杰出的倍率性能。通过去合金化的方法制备的锗基复合材料具有操作流程简单和电化学性能优异的特点,在储能领域拥有广泛的应用潜力。