锂离子电池（LIBs）因高容量,高能量密度等优点已经成功的在电动汽车,智能电网和便携式电子产品中得到了广泛应用。负极材料作为锂离子电池的关键组成部分,是提高锂离子电池性能的重要因素之一。现阶段,这些无机负极材料在充放电过程中往往伴随着巨大的体积变化,从而导致了容量迅速衰减,具有较短的循环寿命。与无机材料相比,有机电极材料因成本低、环境污染小、其分子结构可设计等优点成为了该领域的研究热点。因此,我们很有必要去研究容量高、稳定性好、安全性高的负极材料。在本论文中我们设计合成了几种含有噻吩类化合物的供-受体共轭聚合物,并与碳材料原位复合作为锂离子电池负极材料,并对其性能进行了表征和研究。主要研究内容如下:1.我们设计合成了两种新型的供-受体（D-A）共轭聚合物,聚[（噻吩-2,5-yl）-（（苯并[1,2-b:6,5-b’]二噻吩-4,5-二酮）-2,7-yl）]（PTDT）和聚[（3,4-乙烯基二氧噻吩-yl）-（（苯并[1,2-b:6,5-b’]二噻吩-4,5-二酮）-2,7-yl）]（PTDO）,通过与超级电容器碳粉原位复合策略,成功的合成了两种复合材料作为锂离子电池负极材料,并对其进行了电化学测试。实验结果表明,PTDT@C和PTDO@C在0.1 A g-1电流密度下循环350圈后比容量分别为246.9 m Ah g-1,322.3 m Ah g-1。PTDO@C进行了1000圈大电流循环测试和倍率测试,展现出良好的稳定性以及出色的倍率性能。此外,我们从总的容量扣除纯碳的容量得到聚合物的容量,PTDO具有良好的循环寿命和高容量主要归因于稳固的共轭分子结构和较低的LUMO值。2.在上一章我们对D-A型共轭聚合物研究的基础上,我们利用同样的方法制备出一系列以7a,11a-二氢-3,4-二硫杂-7,12-二氮杂环戊二烯并[a,c]蒽和苯并[1,2-b:6,5-b’]二噻吩-4,5-二酮分别为受体,并噻吩为供体,将其与超级电容器碳粉的原位复合合成的复合物作为锂离子电池的负极材料。通过物理表征和电化学表征发现,PTPTD@C具有很好的比容量,出色的倍率性能,和良好的稳定性。此外,PTPTD的Eg和LUMO能级小于PTPP,当供体相同,受体不同影响着聚合物的电化学性能。3.我们通过原位复合策略,将聚合物涂覆在碳纳米管上制备了三种复合材料PMT@CNT,PMOP@CNT和PMOT@CNT,作为锂离子电池负极材料。实验数据表明,与其他复合物相比,PMOT@CNT复合材料在0.1 A g-1时具有良好的稳定性和较高的容量。同时,我们还发现甲氧基噻吩单元给电子能力较强,有助于稳定嵌入的锂离子,电镜测试表明,CNTs具有更好的电导率和柔韧性。我们还通过理论计算来探究并揭示了聚合物不同电化学性能的潜在机理。4.我们利用煅烧的方法来制备锂离子电池负极材料,在这项工作中,获得了TPAO@600复合材料。TPAO@600电极用作锂离子电池（LIBs）的负极材料时,在0.1 A g-1时表现出高的可逆比容量645.7 m Ah g-1,在电流密度为2 A g-1时显示出出色的倍率容量275 m Ah g-1。1000次充放电循环表明了该物质具有较好的循环性能,而且容量保持在490.9 m Ah g-1。如此优异的锂存储性能可归因于较大的比表面积和孔径。此外,TPAO@600的锂存储机制主要以赝电容为主。