随着智能可穿戴电子器件和新能源汽车等产品的快速发展,轻薄、便携和高能量密度的锂离子电池（LIBs）又一次受到研究学者的广泛关注。大多数锂离子电池负极材料采用传统的碳材料,其较低的能量密度严重影响了设备的续航时间。近年来,过渡金属化合物因其高的能量密度被认为是极具研究前景的负极材料。然而,循环过程中不可避免的体积膨胀导致的容量快速衰减,严重制约了该负极材料的进一步发展。本文基于静电溶吹纺丝技术,通过多孔结构设计及功能性过渡金属化合物纳米掺杂等手段,构筑了性能优异的多孔碳纤维基LIBs负极材料,解决了碳基材料比容量低及过渡金属化合物体积膨胀的问题。主要研究内容如下:（1）基于静电溶吹纺丝技术,并结合高温碳化工艺制备了轴向多通道的Mn S@CNF复合纳米纤维。系统研究了Mn SO₄添加量和煅烧温度对纤维形貌和纤维结构的影响,分析了轴向多通道结构的成型机理。研究表明:Mn S@CNF_5.8/900具有明显的轴向多通道结构、最大的比表面积和均匀分布的Mn S纳米颗粒。作为LIBs负极材料,其展示了高的比容量、极好的倍率性能和优异的循环稳定性。（2）基于静电溶吹纺丝技术,并结合高温碳化工艺制备了Fe₇S₈@MPCNF复合纳米纤维。系统研究了PTFE致孔剂含量对保护性多孔皮层厚度、纤维内部孔道结构及锂离子存储性能等的影响。研究表明:Fe₇S₈@MPCNF_-2纤维具有最大的比表面积、适宜的皮层厚度和最优的多级孔结构。在1 A g^-1的电流密度下经过500圈循环,其放电比容量仍高达546 m Ah g^-1,容量保持率高达86%。（3）基于静电溶吹纺丝技术,通过控制不同的煅烧环境,制备了Mo S₂、Mo O₂和Mo N纳米颗粒嵌入外部皮层且内部交联的多孔碳纳米纤维。保护性皮层有效阻止了活性物质的脱落,并提供了较长的电子传输通路。内部交联的多孔结构有效地缩短锂离子传输路径,并提供活性物质体积膨胀的空间。作为LIBs负极材料,这3种纳米纤维复合材料均展示了较高的循环稳定性和良好的倍率性能。（4）基于静电溶吹纺丝技术制备了菱形十二面体纳米框架颗粒嵌入的Ni/Co_{x:y NFs}@PCNF多孔碳纤维复合材料。系统地研究了不同的Ni/Co比例对金属硫化物纳米框架颗粒形貌、尺寸及锂离子存储性能的影响。研究表明:纳米框架颗粒内部富含丰富的微孔结构。随着Co含量的增加,金属硫化物纳米框架颗粒尺寸逐渐减小,而比表面积和电导率逐渐增大。作为LIBs负极材料,Ni/Co_1:2NFs@PCNF电极展示了最佳的比容量和满意的循环性能。