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随着社会经济的飞速发展和人们生活质量的不断提高,不可再生能源的消耗越来越严重,因此开发新型可再生能源已成为人类的首要任务之一。太阳能、风能、潮汐能、地热能等绿色清洁能源尽管显示了巨大的产能效果与利用价值,但是存在分布不均匀、能量输出间歇不稳定等问题,这也使得世界各国都竞相开发新型高性能电化学能量储存与转化技术和装置。其中,锂离子电池具有能量密度高、成本低、循环寿命长、绿色环保等优点,已成为新型可再生新能源发展的重点之一。然而,目前锂离子电池的应用与发展已经无法满足未来的新能源市场需求,其中负极是影响其应用的关键技术之一,主要因为传统的石墨负极的比容量仅有372 mAh g-1。因此,发展新型、高性能负极材料来大力推动锂离子电池的发展具有重要社会价值与现实意义。过渡金属硒化物具有理论比容量高、晶体结构丰富、导电性优良、成本低等优势,被认为是极具发展潜力的锂离子电池负极材料之一。但其充放电过程中较大的体积变化严重限制了其商业化应用。近年来,基于金属-有机框架前驱体衍生的金属化合物@碳复合材料在锂离子电池领域展现了独特的优势。与传统方法制备的过渡金属硒化物相比,金属-有机框架热解策略制备的此类材料具有比表面积高、孔结构可调、金属硒化物均匀分散等优点,可有效缓解金属硒化物负极材料的缺陷与不足,从而优化其电化学性能。因此,本论文主要以金属-有机框架作为前驱体,通过对比不同合成策略,调节热解温度等参数,制备了两类金属硒化物@碳复合材料。采用多种手段对其形貌结构进行了测试与表征,研究了其作为锂离子电池负极材料时的电化学性能并分析了相关反应机理。主要研究内容如下:(1)金属-有机框架衍生的核-壳结构MoO2/ZnSe@N-C复合材料用作高性能的锂离子电池负极本章首先通过原位策略将ZIF-8生长于MoO3纳米棒表面,接着采用惰性气氛下的高温“碳化-硒化”方法制备了一维核-壳结构型多孔MoO2/ZnSe@N-C纳米棒复合材料。该复合材料由ZnSe负载MoO2的内核和氮掺杂碳的外壳构成,既可通过转换反应提高比容量,又能通过碳壳层增强材料的导电性,缓冲金属化合物充放电过程中的体积膨胀。得益于独特的结构与组成优势,MoO2/ZnSe@N-C应用于锂离子电池负极时显示了优异的循环稳定性和倍率性能。其在100 m A g-1电流密度下循环100圈后比容量为807 mAh g-1,库伦效率高达99%左右。当电流密度为500 m A g-1时,循环900圈后的比容量仍保持在400 mAh g-1。此外,不同扫描速率下的循环伏安曲线结果表明,MoO2/ZnSe@N-C电极的锂离子传输动力学过程主要由电容行为控制。(2)异相MoO2/Cu2-xSe嵌入多孔八面体碳网络用于高性能的锂离子电池负极在第一部分研究内容的基础上,本章直接将多酸修饰的铜金属-有机框架进行“碳化-硒化”处理,成功地制备了一系列核-壳结构碳包覆二氧化钼、硒化铜的介孔八面体复合材料(MoO2/Cu2-xSe@C),系统考察了热解温度对复合材料电池性能的影响。基于独特的介孔、核-壳结构及组分间的协同优势,所制备的复合电极材料展现了优异的储锂性能。其中,优化后的MoO2/Cu2-xSe@C-800复合材料在0.2 A g-1电流密度下循环100圈后获得了879.8 mAh g-1的高可逆比容量。该电极材料甚至在2.0 A g-1的大倍率下循环500圈后,可逆比容量仍然能保持480.9 mAh g-1,平均每周的容量衰减率仅为0.003%。此外,进一步借助多种非原位表征技术(如XRD,XPS,TEM)详细讨论了MoO2/Cu2-xSe@C-800复合材料的电化学反应机制和循环后的结构稳定性。