理论研究表明B-C-N材料与碳材料有着相似的电子结构和原子排布,这决定了它们拥有着相似的物理化学性质,B-C-N材料不仅在超硬、润滑材料方面有重要的应用,而且在半导体和电化学储能方面也有着很大的应用前景。类石墨结构的BC3材料的理论研究表明,除了可以用作锂离子电池电极材料外,BC3还是下一代电池的如钠离子电池、钾离子电池、镁离子电池以及铝离子电池的稳定电极材料,实验表明合成的BC3多为非晶相,寻找有效的合成BC3晶体实验路线是该材料面临的问题。而LiBC是另一种类石墨结构的层状材料,理论研究表明该材料在锂离子电池中有着很高的比容量,目前的电化学结果表明,LiBC材料并无任何的容量释放。本文在前人合成和研究的基础上,继续探索了 LiBC材料作为锂离子电池电极材料的可能性,结果表明LiBC是一种新型的锂离子电池负极材料,且锂离子可以从LiBC材料中可逆地脱嵌,此外还发现LiBC的比容量大小和材料的结晶性有关,结晶性越高,比容量越小。采用固相法,在自制的不锈钢反应容器中,通过改变材料合成的温度和时间,确定了在800℃下烧结10h得到的以乙炔黑为碳源的LiBC材料的比容量最高。其容量随着结晶性的增加而降低。比较了不同碳源合成的LiBC比容量的差异性,得出了采用无定型碳材料如乙炔黑合成的LiBC(a-LiBC)的结晶性低,颗粒尺寸小,材料的比容量大,在0.1C的电流密度下可以达到500mAhg-1以上,对应的可逆电化学方程式为:LiBC(?)Li0.45BC + 0.55Li。而采用不同颗粒的石墨合成的LiBC(g-LiBC)的结晶性高,颗粒尺寸较大,但是材料的比容量低,在0.1C的电流密度下只有200 mAh g-1左右,对应的可逆电化学方程式为:LiBC(?)Li0.78BC + 0.22Li,同时发现不同颗粒的石墨合成的LiBC的比容量并无明显差异。采用原位XRD和原位Raman技术对a-LiBC和g-LiBC进行充放电测试表征,研究了二者比容量差异的原因。结果表明,a-LiBC在充放电过程中的晶体结构发生很大的变化,而g-LiBC的变化很小,同时它们Raman振动模式的变化情况相同。在对二者通过高低温阻抗测试进行活化能计算发现,g-LiBC电荷转移部分的活化能较高,说明相同条件下g-LiBC比a-LiBC较难发生电化学脱锂反应。研究了去离子水对g-LiBC的影响。结果表明去离子水能够对g-LiBC进行预脱锂,且水处理后的g-LiBC的比容量可以达到400mAhg-1以上,是原来的两倍多,且循环性能较好。通过对材料的原位水处理XRD和Raman测试表明,水分子能够将g-LiBC中的部分锂离子脱出,和电化学脱锂对材料结构的影响结果相同。