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具有尖晶石结构的钴酸盐由于具有较高的初始容量、良好的热稳定性和电化学性能以及比Co3O4更低廉的成本、更小的毒性等优点，有望成为具有发展前景的锂离子电池负极材料。本文通过水热法分别合成出了具有纳米结构的MnCo2O4、CuCo2O4、ZnCo2O4颗粒，并通过X-射线衍射仪（XRD）、X-射线光电子能谱（XPS）分别对产物的结构进行了表征，通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）分别对产物的形貌进行了表征，通过循环伏安法（CV）、恒电流充放电测试仪以及电化学交流阻抗（EIS）分别对产物的电化学性能做了一系列系统的研究。通过表征结果总结分析了各方面因素与材料电化学性能之间的关系。第一章介绍了锂离子电池的发展、锂离子电池的组成及工作原理。对锂离子电池的正负极材料的结构、合成方法以及电化学性能做了概括、并对尖晶石型钴酸盐作为锂离子电池的负极材料的发展作出了展望。第二章主要介绍了本文所用仪器的原理及应用领域，并对电极的制备和电池的组装过程作了详细介绍。第三章研究了具有纳米结构的MnCo2O4的水热合成及其电化学性能。探讨了煅烧温度对产物的影响，XRD结果表明，600℃所得MnCo2O4颗粒为纯相，具有尖晶石结构，属立方晶系，Fd3m点群，具有良好的晶型，较高的结晶度；XPS结果表明，产物中，Mn为+4价、Co为+2价；SEM和TEM结果表明，所得产物为纳米颗粒，粒径为1117nm，分布均匀，其中，通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）表征，结果表明，所得MnCo2O4纳米颗粒是沿着（311）特定晶面生长，具有很高的结晶度；通过循环伏安法和恒电流充放电测试仪对产物的电化学性能进行了系统的研究，结果表明，所得产物的初始放电容量高达1448mA h g－1，并对充放电的反应机理做了初步的探讨；电化学交流阻抗（EIS）结果表明，所得产物具有较小的表面阻抗，为46。第四章研究了具有纳米结构的CuCo2O4的水热合成及其电化学性能。XRD结果表明，所得CuCo2O4颗粒具有尖晶石结构，属立方晶系，Fd3m点群，具有良好的晶型，较高的结晶度，伴随少量的CuO；XPS结果表明，产物中，Cu为+2价、Co为+3价；通过TEM表征，结果表明，所得产物为纳米颗粒，粒径为22-26nm，分布均匀.将所得的CuCo2O4纳米颗粒作为锂离子电池负极材料进行了恒电流测试，所测初始放电容量分别为1509mA h g－1，表现出良好的电化学性能。通过对所得产物进行循环伏安测试，对其作为锂离子电池负极材料的充放电反应机理有了初步的探索。第五章研究了不同形貌的ZnCo2O4的水热合成及其电化学性能。XRD结果表明，所得ZnCo2O4颗粒均为纯相，具有尖晶石结构，属立方晶系，Fd3m点群，具有良好的晶型，较高的结晶度； SEM和TEM结果表明，所得产物的形貌有纳米棒，一维结构，正六边形片状，多孔纳米颗粒，其中纳米棒直径为20nm，长度为150nm，通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）表征，结果表明，所得ZnCo2O4纳米颗粒是沿着（311）特定晶面生长，具有很高的结晶度,并对纳米棒的生长机理做了初步的探讨；电化学交流阻抗（EIS）结果表明，所得产物具有较小的表面阻抗，为198。通过恒电流充放电测试仪分别对产物的电化学性能进行了系统的研究，结果表明，所得不同形貌的产物的初始放电容量高达13761559mA h g－1，并对充放电的反应机理做了初步的探讨。