近年来,能源的生产和利用方式发生了巨大改变,以太阳能、风能为代表的清洁能源在能源消费中的占比不断增加;日常生活中,电动车和电子设备也在不断普及。在这样的背景下,以二次电池技术为代表的电化学储能设备需求量日益增大。水溶液电池由于其极高的离子电导率以及高安全性受到广泛的关注和研究,但是能量密度低,低温下性能严重衰减等问题仍然制约水溶液电池的进一步发展。在之前的研究中,过渡金属硼化物因具有优异的导电性以及抗腐蚀性使得它在电催化,一次电池,二次电池和超级电容器等领域不断被提及。其中过渡金属硼化物作为碱性水溶液二次电池的正负极材料均显示出了优异的电化学性能。根据这个研究结果,本文以过渡金属硼化物分别为正负极材料构建了一种新型全硼化物碱性水溶液电池。经过测试发现,全硼化物电池在常温以及低温的环境中均能表现出优异的电化学性能,除此以外,对Co-B负极的充放电机理进行了进一步的研究以及性能改进,文章主要内容如下:（1）分别使用简单的化学还原法制备了Co-B和Co-Ni-B纳米颗粒,通过一系列物理表征分析了Co-B和Co-Ni-B颗粒的形貌和结构特征。然后分别以Co-B和Co-Ni-B作为电池的负极和正极的活性材料,6 M KOH作为电解液组装了全硼化物电池,并在不同温度下测试了组装的全硼化物电池的电化学性能。结果表明,全硼化物电池在常温下平均放电电压为1.1V,在0.5 A g-1的电流密度下,放电比容量为332.4 mA h g-1,能量密度和功率密度分别可以达到113.7 W h kg-1和2610 W kg-1。值得注意的是,该全硼化物电池在极度低温下仍然能表现出优越的电化学性能。在-20℃时容量衰减仅有7.3%,并能够在1.5 A g-1的电流密度进行充放电,展现出了全硼化物电池低温下的大功率性能。即使在-40°C的环境中,电流密度为0.5 A g-1时,全硼化物电池仍然能够拥有260 mA h g-1的放电比容量,100次循环后保留97%的容量且充放电曲线几乎没有变化。（2）虽然全硼化物电池具有很高的比容量以及大功率性能,但是Co-B作为负极活性材料仍然有很多缺陷需要改善,比如在电池充放电过程中,经过多次循环以后Co-B负极的放电比容量低于250 mA h g-1,与它的理论放电比容量(414 mA h g-1)相比相差甚远。本章工作中,对非晶态Co-B纳米颗粒在不同温度下进行热处理研究。对制备的Co-B样品进行了SEM、TEM等物理表征和电化学性能测试,并与金属Co和B的电化学测试结果进行对比分析。实验结果表明,更高的热处理温度会使Co-B纳米颗粒结晶度变高并且形成团聚,但是Co,B元素含量几乎无明显变化;当热处理温度达到750℃时,相比于初始状态的Co-B的放电比容量(243.7 mA h g-1)有了极大的提升,达到308.9 mA h g-1。结合Co-B以及金属Co的电化学性能测试结果可以发现,金属Co是Co-B的活性中心,硼的存在能够对Co进行电化学活化,高温处理能够减缓Co和B发生不可逆氧化,从而使Co-B负极的电化学性能大大提升。