锂离子电池作为一种新型环保类电池正在逐步取代传统化石燃料,并广泛应用于各种电子设备之中。但是目前市面上的锂离子电池仍然无法很好满足消费者日益增长的需求,由于锂离子电池的性能很大程度上取决于其负极材料部分,因此世界各地研究人员正在积极参与新型锂离子电池负极材料的研发工作。氧化铁因其环境友好和较高的理论比容量等优点而受到研究人员的广泛关注。但是氧化铁作为锂离子电池负极材料而言,也存在着首次放电之后不可逆容量高、电导率低和充放电过程中体积效应较为严重等缺点,进而影响了氧化铁的锂储存性能。本文以加热法制备的MOF材料普鲁士蓝立方块作为前驱体,通过空气煅烧得到多孔Fe2O3立方块。然后针对多孔Fe2O3立方块的锂存储表现,将其分别与葡萄糖和氧化石墨烯通过水热法和溶剂热方法进行复合,制备出C@多孔Fe2O3立方块和rGO/Fe2O3复合材料,研究其锂存储性能,并且探讨其形貌调控机理。具体研究内容如下:首先分析煅烧温度对多孔Fe2O3立方块物相特性和锂存储性能的影响,推论出多孔立方块形成机理。当煅烧温度为350℃C时,所形成的多孔Fe2O3立方块具有最佳锂存储性能,其比容量达到了 480mAh/g(电流密度为0.1C)。通过与普通Fe2O3材料进行物相特性及其锂存储性能的比较,表明对Fe2O3进行纳米结构化设计之后,氧化铁的锂存储特性得到明显提升。然后为了进一步改善材料导电性,使用葡萄糖作为碳源对多孔Fe203立方块进行包覆形成C@多孔Fe2O3立方块。研究表明无定型碳包覆后,材料的导电性明显提升,并且在充放电过程之中多孔Fe2O3立方块的体积效应得到缓解,材料的锂存储性能得到了提升。当葡萄糖浓度为0.8mol/L、水热温度为180℃、煅烧温度为400℃时,C@多孔Fe2O3立方块在100次循环之后的比容量为862mAh/g,明显高于多孔Fe2O3立方块的比容量,库伦效率接近100%。最后使用氧化石墨烯(Hummer法制备)作为碳源与多孔Fe203立方块进行复合形成rGO/Fe2O3复合材料。研究表明通过与石墨烯复合,材料的导电性显著提升,并且限制了 Fe2O3在充放电过程中的体积效应,进而使材料的锂存储性能显著提升,同时,通过改变其溶剂热时间,可以调控rGO/Fe2O3复合材料形貌。当溶剂热时间为16小时、溶剂热温度为180℃、热处理温度为400℃时,rGO/Fe2O3复合材料经过100圈循环之后放电比容量依旧能够达到1176.8mAh/g,明显高于其他rGO/Fe2O3复合材料,并且其充放电循环特性稳定,库伦效率接近100%。