随着电动汽车等新型技术对更高能量密度的需求,制备安全、高能量密度和稳定性的电极材料已成为当今研究热点。在不同的电极材料中,磁铁矿因其含量丰富、成本低廉、环境友好、高理论比容量（925 m Ah g-~1）等优点,近年来作为锂电池电极材料被广泛研究。然而,其电导率差,且在充放电过程中体积变化巨大,严重破坏电极完整性,阻碍电化学性能的提高。针对以上关键问题,本论文以Fe3O4作为研究对象,通过结构调控设计制备了Fe3O4基复合材料,将其作为锂离子电池负极材料和锂硫电池硫正极载体材料,对它们的电化学性能进行了系统探究,结果表明:（1）通过构筑多孔结构,可以促进电解液的渗透,实现高效储锂和储硫;（2）通过碳纳米涂层包覆可有效缓解活性材料在充放电过程中的体积膨胀,同时可显著提高电极材料导电性;（3）磁场诱导制备的一维（1D）结构相互连接形成三维导电网络,有利于电子的传输和增强导电性;（4）磁性Fe3O4可通过内建磁场产生的洛伦兹力进一步增强其对多硫化物的锚定作用,有效抑制“穿梭效应”,进而提高锂硫电池电化学性能;（5）通过替换具有更好附着力和力学性能的粘结剂,更好地维持电极稳定性,提升Fe3O4作为锂离子电池负极的电化学性能和循环稳定性。具体研究内容和结果如下:1.设计制备了具有多孔结构的碳包覆的Fe3O4纳米球（Fe3O4@C）作为锂离子电池的负极材料,研究了其电化学性能,在将其组装成器件的过程中进一步探究了水性粘结剂（PAM）对Fe3O4@C电化学性能的影响。结果表明,碳涂层缓解了活性材料在充放电过程中的体积膨胀,还提高了导电性,而多孔结构能够适应Fe3O4在充放电过程中剧烈的体积变化,结构调控使Fe3O4@C-PVDF电极显示出比Fe3O4-PVDF电极更优异的性能。此外,开发水溶性聚丙烯酰胺（PAM）取代聚偏氟乙烯（PVDF）作为Fe3O4@C电极的粘结剂,由于其良好的附着力和力学性能,能在循环过程中保持电极的完整性。因此,Fe3O4@C-PAM电极表现出比Fe3O4@C-PVDF电极更强的电化学性能,同时在当Fe3O4@C负载量为6.8mg cm-~2时,实现了8.06 m Ah cm-~2的高面积容量。2.通过放置外置磁场,设计制备了一维多孔Fe3O4@C复合材料（1D-Fe3O4@C）作为锂硫电池的多功能硫宿主材料,并研究了1D-Fe3O4@C/S复合硫正极的电化学性能。得益于Fe3O4的极性性质和包覆的碳纳米涂层的物理吸附作用,该多功能硫宿主（1D-Fe3O4@C）通过物理和化学相互作用的结合,实现了对多硫化物的强吸附-锚定作用。更重要的是,1D-Fe3O4@C显示了铁磁行为,通过内建磁场产生的洛伦兹力进一步增强了其对多硫化物的锚定作用,从而有效抑制了“穿梭效应”。其次,一维结构相互交错形成三维导电网络,三维导电网络和高导电性的碳壳加速电子/离子转移。此外,1D-Fe3O4@C的多孔形态为储硫和缓解体积膨胀提供了巨大的空间。得益于上述独特的结构,1D-Fe3O4@C/S电极表现出了优异的电化学性能。在1 C和2 C的高电流下,循环200圈后,容量保持率仍高达95.1%和92.7%,且在8.5 mg cm-2的硫负载量下,在0.2 C实现了7.6 m Ah cm-2的初始面积容量,50次循环后,容量保持率高达96.4%,表现出了良好的循环稳定性。