锂离子电池具有能量转换效率高、循环稳定、维护简单、适应性强等特点,具有广阔的应用前景。随着近年来智能设备逐步向轻量化、多功能化的方向发展,传统石墨负极的理论比容量仅为372 m Ah g-1,这难以满足快速增长的市场需求。因此,设计具有高容量、高循环和倍率性能的负极材料来提高锂离子的存储能力是十分必要和迫切的。近年来的研究表明,过渡金属磷化物具有较高的理论比容量、良好的电化学导电性和较低的成本,被认为是下一代锂离子优良的负极材料。但其低库伦效率、低导电性能和循环稳定性差等关键问题尚未得到解决。因此,本文以铜基MOF为前驱体制备异原子掺杂碳和磷化铜的复合材料,并对材料的储锂特性及机理进行了深入分析。具体研究内容包括:（1）在氮气中热解片状铜基金属有机骨架（Cu-BDC）制备二维片状Cu/C复合材料,随后在300℃温度下进行磷化,得到二维磷掺杂碳纳米片包覆磷化铜纳米颗粒材料,探明样品的微观形貌以及制备过程中结构演变与电化学性能的关系。将其作为锂电负极时,在100 m A g-1电流密度下,Cu3P@PCNSs-600首次循环中初始放电容量高达1292.6 m Ah g-1,首次充电容量为738.9 m Ah g-1。即使电流密度增至2 A g-1,电极仍具有383.4 m Ah g-1的比容量。同时评价了电池材料的循环稳定性,在1 A g-1电流密度下Cu3P@PCNSs-600电极,经过1000圈放电后放电比容量为436.4 m Ah g-1,显示了稳定的容量保持率和突出的倍率性能。（2）本章通过炭化和磷化两步工艺成功制备了聚乙烯吡咯烷酮修饰的Cu3（BTC）2衍生的原位N/P共掺杂八面体碳封装的Cu3P纳米粒子（Cu3P@NPC）。N/P共掺杂的八面体碳基体提高了Cu3P的电导率,减缓了循环过程中的体积膨胀。结果表明:Cu3P@NPC作为锂离子电池的负极,具有良好的电化学性能。在5.0 A g-1时,具有令人满意的倍率性能(251.9 m Ah g-1)。在1 A g-1的电流密度下,1000次循环后仍具有336.4 m Ah g-1的可逆容量。本章实验为磷化纳米粒子在掺杂碳基体中的封装提供了一种有效的策略。（3）为了进一步探究Cu3P、Cu3P@PC和Cu3P@NPC的储锂机理,进行了密度泛函理论计算。首先,对Cu3P的表面能和表面功函数进行了计算,搭建以Cu3P（1,-1,0）晶面和碳基质模型为初始模型的异质结构,并对结构进行了优化。通过计算单个锂原子的吸附能来研究Cu3P、Cu3P@PC和Cu3P@NPC的储锂能力。最后研究了锂离子在三种结构中扩散势垒,评价锂离子扩散性能。该论文有图41幅,表4个,参考文献150篇。