锂离子电池以其高效、绿色的优点被广泛应用在智能手机,笔记本电脑以及新能源汽车中,但是其能量密度仍有待提升。传统的商业化锂离子电池负极材料石墨,仅能提供³72 mA h g^-1的比容量,严重制约着锂离子电池能量密度的提升,因此开发新型的高比容量锂电负极材料具有重要的意义。Fe₂O₃、Fe₂N等铁基化合物以其原材料储量丰富、价格低廉、制备简单以及比容量高的优点被认为是有前景的锂电负极材料。本论文针对普通铁氧化物负极材料体积变化大以及电化学反应动力学缓慢等问题,从提升电极的寿命出发,设计构筑了Fe₂O₃/Mn₂O₃异质非分级多孔空心球结构;针对转换反应型负极材料负载量普遍较低的问题,从提升电极材料的面积比容量出发,设计构筑了微米级多孔Fe₂N/C块体材料。同时,对Fe₂O₃/Mn₂O₃复合材料以及Fe₂N/C块体材料进行了电化学性能测试,并对其储锂机制和结构性能相关性进行了探索。主要结果如下:基于溶剂热法,通过调控原料比例以及反应时间,制备得到了Fe₂O₃/Mn₂O₃异质非分级多孔空心球材料。将其用做锂离子电池负极材料,在1 A g^-1的电流密度下,循环600圈后仍有852 mA h g^-1的比容量,容量保持率为89.3%,远远高于纯的Fe₂O₃和Mn₂O₃电极材料的容量保持率。此外,电化学测试结果表明相比于纯的Fe₂O₃和Mn₂O₃电极材料,Fe₂O₃/Mn₂O₃多孔空心球材料的锂离子扩散系数更高,反应阻抗更低。表明这种异质非分级结构能够有效改善电极材料的循环稳定性和电化学反应动力学性质。利用简单的溶液搅拌及氮化处理制备得到了微米级多孔Fe₂N/C块体材料,其振实密度高于商业化石墨负极材料(1.03 g cm^-3)。将其用做锂电负极,对其在不同活性物质负载量下的电化学性能进行了测试,结果表明随着负载量的增加,其面积比容量呈线性增加趋势。当活性物质负载量高达7.0 mg cm^-2时,在0.89 mA cm^-2的电流密度下,Fe₂N/C电极材料循环200圈后仍有2.59 mA h cm^-2的比容量,容量保持率高达98.8%。Fe₂N/C电极材料在高负载下仍具有优异的储锂性能,得益于其高的电导率以及振实密度,同时Fe₂N/C块体材料中随机分布的孔隙促进了电解液的渗入以及应力的释放。