随着人类社会的快速发展,电动汽车及各种便携式电子设备的迅速普及,人们对二次电池的需求也愈发强烈。锂离子电池具备体积小、输出电压高、无记忆效应、能量和功率密度高等优点,因而其成为了主流的二次电池。目前的商业石墨负极由于其低的理论容量(372 m Ah g-1)已逐渐不能满足实际的发展需求,因此,发展高容量且低成本的新型负极材料变得尤为重要。以转换反应为主的镍基过渡金属负极材料由于其较为可观的理论容量(572-1340 m Ah g-1)和较低的成本而受到广大研究人员的青睐。但是镍基负极也存在相应的问题包括嵌锂过程中的巨大体积膨胀和金属单质的团聚粗化、差的本征电子和离子导电性等,从而限制了其实际应用。离子掺杂以及结构设计等方式是改善负极材料电化学性能的有效措施,因而本文采用上述两种方法来改善镍基材料的储锂性能,主要研究结果如下:（1）通过简单、高效的一步共沉淀法构建出Cu2+和Ni3+共掺杂的镍铜层状双氢氧化物,Cu2+的引入,导致更多的SO42-和水分子嵌入层间,增大了层间距的同时也提高了层状结构的稳定性,从而促进了锂离子的迁移。同时Cu2+的有效掺杂也促进了氢氧化镍中Ni3+的产生,原位产生的Ni3+不仅仅缩短了材料的禁带宽度,同时也提高了其赝电容性能。因此,材料在0.2 A g-1的电流密度下能贡献1832.5 m Ah g-1的超高首次放电容量。另外,这种材料在0.1、0.2、0.5、1、2、3和5 A g-1下能分别展现出1429.2、1156.8、1014.1、895.2、750.7、736.6和670.0 m Ah g-1的容量。即使在2 A g-1的电流密度下循环1000次后,容量依旧能保留在945.2 m Ah g-1,其对应的容量保持率为64.8%,为目前所有报道镍基氢氧化物电极材料中的最好性能。（2）制备热稳定性更好的镍基氧化物复合材料:以上述的共掺杂氢氧化物为前驱体,通过多巴胺包覆并结合后续的碳热处理,制备出了一种铜修饰的氮掺杂碳包覆的NiO复合材料。这种结构能够有效缓解材料在嵌锂的过程中的体积膨胀,同时还增强了材料的整体导电性并抑制了转换反应过程中的金属单质粗化现象。因此,材料分别在1和2 A g-1的电流密度下循环1000次,容量依旧保持在928.4 m Ah g-1和881.7 m Ah g-1,容量保持率分别为95.0%和92.1%。（3）设计电化学活性和可逆性更好的镍基硫化物复合负极材料:考虑到复合相结构能有效提高材料的储锂性能,以上述的共掺杂氢氧化物为前驱体,与多巴胺结合,再通过气相硫化的方式制备了S/N共掺杂碳包覆的NiS/Cu2S复合材料。得益于上述的复合结构和协同效应,这种材料在2 A g-1的大电流密度下循环1800次依旧能稳定贡献771.7 m Ah g-1的容量,其相应的容量保持率高达98.0%。（4）虽然前述的这些镍基材料能贡献较高容量且循环稳定性较好,但其电压滞后较大,会使电池的实际输出电压降低,因而,选择电压滞后最低的磷化物具有更大的实际意义。以ZIF-67为前驱体,制备了氮掺杂碳包覆的中空镍钴磷化物,根据CV测试的结果,其电压滞后为0.4 V左右,显然比上述的几种镍基材料低很多。此外,中空的结构为材料嵌锂的时候提供更大的体积缓冲空间,同时促进电解液的浸润和锂离子的传输,包覆的碳层在提高材料的导电性的同时也能作为缓冲相。这种结构使得材料具有较为良好的锂储存性能,其在0.1、0.2、0.5、1、2和3 A g-1的电流密度下,可以依次展现出935.0、704.0、624.8、557.8、502.3和462.6 m Ah g-1的容量。即使在1 A g-1下循环1400圈后依旧能保持555.1 m Ah g-1的容量,容量保持率为94.7%。此外,还对该材料进行了全电池组装测试,组装成的Li Fe PO4//Co2P/Ni Co P@NC全电池在0.5 A g-1下循环100次后还能保留471 m Ah g-1的容量,容量保持率为60%。同时初步尝试了制备磷含量更高的富磷相材料,并测试其电化学性能,初步来看,容量确实有较提升,但其相结构还有待调整,这涉及到材料的碳含量、红磷添加量以及磷化温度等参数的调整。