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高性能锂离子电池需要具有理想微观结构的电极材料,以便实现快速的离子传输,短距离的固态离子扩散,较大的表面积,和较高的电导率。电极材料的微观结构决定了锂离子电池的综合性能。以可再生资源—海藻酸钠为前驱体,制备的双金属氧化物（MTMOs）纳米颗粒和碳纳米管复合而成的高孔隙度三维气凝胶成为研究热点。本论文利用海藻酸通过离子交换过程,可以与金属离子发生螯合,形成特殊的―蛋盒‖结构,制备二元金属氧化物杂化气凝胶。在复合气凝胶中,双金属氧化物纳米颗粒通过碳纳米管互相连接,并嵌入碳气凝胶基质中,形成三维网络结构,可以提供大的表面积、缓冲体积膨胀的空间、离子及电子快速传输的路径,从而成为理想的高性能锂离子电池负极材料。本文主要利用海藻酸钠为基质,通过简易的方法制备了具有多孔结构的双金属氧化物/碳纳米管复合气凝胶材料。相比传统的MTMOs/C材料,复合气凝胶材料表现出优异的电化学性能:铁酸钴掺杂碳纳米管气凝胶（CFO/CNT）在0.1 A g-1的电流密度下循环160圈,容量高达1033 m Ah g-1;增加至1A g-1循环160圈,容量仍可保持874 m Ah g-1。钴酸锌掺杂碳纳米管气凝胶（ZCO/CNT）在0.1 A g-1的电流密度下循环300圈,容量高达922 m Ah g-1;增加至1A g-1循环300圈,容量仍可保持829 m Ah g-1。铁酸锌掺杂碳纳米管气凝胶（ZFO/CNT）在0.1 A g-1的电流密度下循环300圈,容量高达750 m Ah g-1;增加至1A g-1循环300圈,容量仍可保持698 m Ah g-1。该优异的性能归因于MTMO纳米颗粒和CNT嵌入海藻酸制备的碳气凝胶基质中,形成三维网状结构,产生的协同效应对电池性能的提高具有重要意义。由此,我们研发了一种高效、环保、经济且可以大规模生产过渡金属氧化物/碳纳米管复合电极材料的新型方法。