锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、环境污染小和无记忆效应等优点,因此被广泛应用于手机、电脑等便携电子产品以及电动汽车、智能电网等新兴领域。较之以石墨为代表的插入型电极材料,基于氧化还原反应的过渡金属氧化物类电极材料具有比容量高、环境友好、储量丰富、价格低廉等优点,近年来逐步成为锂离子电池领域的研究热点。然而受制于其较低的本征电导率和较差的结构稳定性,此类电池材料距离实际应用仍存在一定差距。针对上述问题,本文通过对过渡金属氧化物类负极材料合理的结构与组成设计,获得了一系列比容量高、稳定性好的高性能锂离子电池负极材料。相关研究工作和结果如下:（1）以Mn Cl2（2-meim）3为前驱体,通过快速水解得到直径约为40 nm的Mn3O4纳米颗粒。为了增加材料导电性、解决纳米材料在充放电过程中容易团聚的问题,进一步将其在乙炔/氩气气氛中高温煅烧,通过控制煅烧时间得到具有不同碳层厚度包覆的Mn O@C纳米颗粒。采用恒流充放电（GCD）、循环伏安（CV）和电化学阻抗（EIS）对其电化学反应过程进行分析。结果表明,碳层厚度的差异对锂离子扩散速率、电导率、极化以及电化学反应机理都有着显著的影响。针对该材料在高电流密度下(1 A g-1)表现出的良好的循环稳定性,通过d V/d Q微分计算对其原因进行了详细的分析与讨论。该合成方法具有合成路线简单、易于规模化等优点,为实现高性能锂离子电池电极材料规模生产提供可能。（2）二元金属氧化物（AxByOz）具有比单一成分的金属氧化物更优异的电化学性能,并且元素A对于赝电容的产生具有重要意义。由此出发,我们利用简单盐焙法合成了基于赝电容性质的Co3V2O8高性能负极材料。因此本工作通过设计A原子含量较高的双金属氧化物Co3V2O8电极材料,在赝电容效应的作用下,同时表现出较高的能量密度和功率密度。恒流充放电测试中,Co3V2O8电极材料同时具有超高的倍率容量与长循环稳定性——该电极材料在4 A g-1的电流密度下循环500圈后,仍能达到835m Ah g-1的比容量,容量保持率接近100%;在20 A g-1的电流密度下（倍率充放电）能达到310 m Ah g-1的比容量。该合成方法制备简单且可规模化,将为大规模制备锂离子电池负极材料提供解决方案。（3）以沸石咪唑骨架结构材料（ZIF-67）作为前驱体,制备具有复杂空心纳米块形貌的碳包裹V2O3@Co/Co O,进而研究其作为负极材料在锂离子电池中的应用。通过对结构和化学组成的可控设计—既有高导电性的Co作为核从而增加材料本身的导电性,空心结构又可以缓解V2O3在充放电过程中的体积改变—成功制备了具有优异电化学性能的电极材料。