锂离子电池（LIBs）作为一种高效的储能装置,以其高能量密度、功率密度和长循环寿命而备受关注。目前商用石墨负极受限于其较低的理论容量（372 m Ah/g）。因其具有高的理论容量（1007 m Ah/g）、无毒无害、资源丰富和环境友好等优点,Fe2O3被认为是一种极具潜力的电极材料。但是,如同其他过渡金属氧化物一样,Fe2O3电极在充放电过程中存在较大的体积膨胀/收缩、导电性能差及易团聚粉碎等缺点。为解决上述问题,本文开展了非晶Fe2O3、非晶Fe2O3@C复合材料、单晶Fe2O3的制备,分别研究了它们的微观结构及其电化学性能,并探讨其储锂机理。（1）铁氰化钾为铁源,磷酸二氢铵刻蚀剂制备非晶Fe2O3纳米球。在不同温度下水热反应时间6 h,研究水热温度（140℃/160℃/180℃/200℃）对样品结构形貌的影响。当温度为140℃时水热反应不完全,洗涤过程中再次溶解。由SEM图可知随着水热温度升高至180℃,非晶纳米球表面大量细小孔隙;继续提高到200℃时,表面形成多条无规则相互连通的沟道。保持水热温度200℃不变的条件下,探究水热时间（1 h/3 h/6 h/9 h）对非晶Fe2O3纳米球表面形貌的影响。由SEM与TEM图可知,水热溶液中H+浓度严重影响非晶的Fe2O3纳米球生长过程与表面形貌。基于奥斯特瓦尔德熟化与H+刻蚀效应,水热1 h后形成了表面光滑的非晶Fe2O3纳米球;继续水热处理,纳米球表面出现细小孔洞,6 h后这些孔洞连接形成无规则沟道;过长水热处理时间（9 h）水热样品生长成方块体。对比不同水热温度、不同时间合成样品的电化学性能,可得水热温度200℃下反应6 h样品的电化学性能最优。在100 m A/g电流密度下,电极首次放电容量1187.3m Ah/g,经过100循环后可逆比容量保持在688.0 m Ah/g。为探索非晶氧化铁电极的储锂机理,将200℃下反应6 h得到的多沟道表面非晶Fe2O3材料与晶态Fe2O3材料进行电化学性能对比,非晶Fe2O3电极在循环、倍率、电位滞后以及EIS性能均高于晶态Fe2O3电极。究其原因,这可能是非晶Fe2O3材料的各向同性与晶界缺失不仅提高了非晶电极承受高应变和锂离子嵌入的能力,而且提供了更多的Li+扩散通道;另外,纳米球表面的多沟道结构促进了内部活性物质与电解质的良好接触,并为脱/嵌锂提供体积膨胀空间。（2）由（1）研究发现,200℃-6h制备的非晶Fe2O3电极在循环70次后容量下降明显。本实验以苹果酸为碳源,制备非晶Fe2O3@C复合材料。对非晶Fe2O3@C复合材料进行电化学测试,结果表明,与未包碳非晶态Fe2O3电极相比,非晶Fe2O3@C电极的循环稳定性得到了很大的提高,100个循环后容量下降13%,小于未包碳非晶态Fe2O3电极的20%。值得注意的是,可逆容量出现下降,可能是由于在碳包覆过程中样品出现团聚现象。（3）为了进一步探究非晶的形成原因,仅以铁氰化钾为铁源,不使用磷酸二氢铵,在其它条件不变的情况下得到三维树枝状单晶Fe2O3材料。改变水热时间（1h/3h/6h）探究时间对三维树枝状单晶Fe2O3材料微观结构和电化学性能影响。从SEM和TEM图得出,水热1 h的样品由致密的块状氧化铁组成,未生长成树枝状结构,Fe2O3-3h部分长成树枝状结构,主枝干边缘存在少量孔洞,叶片表面无孔洞,Fe2O3-6h样品完全长成树枝状结构,叶片表面存在大量孔洞。在100 m A/g电流密度下,电极首次放电容量为1273.5、1312.5和1580.0 m Ah/g,经过200循环后可逆比容量剩余356.8、770.8和860.0 m Ah/g。由此可见水热6h样品的循环性能最佳,这是由于水热6 h样品中大的比表面积和大量不规则孔洞为锂离子嵌入和脱出提供更多的活性位点,避免材料过度嵌锂导致的结构崩塌,从而提高材料的循环性能。