由于具有较高的比容量,过渡金属氧化物作为电池电极材料被广泛研究。其中铁基材料拥有其独特的优势:比容量高,资源丰富,环境友好等。然而,快速的容量衰减是铁基材料存在的重大问题。由于电池在充放电过程中,电极材料会产生明显的体积膨胀,导致活性颗粒发生粉化,甚至会造成颗粒团聚,进而严重影响电池的循环稳定性。为了解决上述问题,研究人员采用多种策略改善其电化学性能,包括碳包覆,石墨烯修饰,设计纳米结构等。虽然这些策略对性能有所改善,但是仍然存在一些问题。例如:纳米碳材料会降低材料的振实密度,石墨烯会增加其成本,复杂纳米结构设计往往步骤繁琐,制备成本高且产量低。为了进一步解决存在的问题,本文采用另外一种思路,基于原位转换产生非活性纳米晶粒的策略,利用非活性物质在充放电过程中起到缓冲保护作用,防止活性物质颗粒团聚,缓解体积膨胀,进而改善循环稳定性。本文采用溶胶-凝胶法合成了铁酸盐（CaFe₂O₄、MgFe₂O₄）负极材料。并分别研究了CaFe₂O₄和MgFe₂O₄在锂离子电池中的应用,主要研究成果如下:（1）以硝酸铁和硝酸钙为原料,采用溶胶-凝胶法合成了多孔铁酸钙材料（CaFe₂O₄）,并测试了其储锂性能。其中,CaFe₂O₄作为锂离子电池负极,在0.1A g^-1的电流密度下,容量高达816 mA h g^-1,在0.5 A g^-1的电流密度下循环1000次之后容量保持率在87%,在1.0 A g^-1的电流密度下循环900次之后容量保持率在80%,并且在3.9 mg cm^-2的高负载量下,可实现2.3 mA h cm^-2的面积比容量。该材料优异的电化学性能得益于多孔结构和充放电过程中产生的CaO纳米晶。这种独特的结构可以有效地缓解体积膨胀,防止颗粒团聚,进而有效地改善材料的循环稳定性。（2）以硝酸铁和硝酸镁为原料,采用类似的溶胶-凝胶法合成了铁酸镁材料（MgFe₂O₄）。其中,MgFe₂O₄作为锂离子电池负极,在0.2 A g^-1的电流密度下,容量高达669.8 mA h g^-1,在0.5 A g^-1的电流密度下循环500次之后容量保持率为74.7%。相比于Fe₂O₃,MgFe₂O₄和CaFe₂O₄的电化学性能都大幅度改善,同时CaFe₂O₄的容量保持率比MgFe₂O₄更高,改善效果更显著。