锂离子电池是一种普遍应用的储能体系,广泛应用于军用,民用航天等领域。随着电动汽车等对电池大容量需求的增加,现有石墨类材料由于其较低的理论容量而限制了电池的应用。本论文以类沸石咪唑骨架为前躯体制备了几种不同纳米复合负极材料,主要研究内容如下:(1)通过调控质子化剂TEA的加入量,合成了不同结构和形貌的ZIF-67基纳米碳材料。当TEA用量为4.7 mL时,合成的十二面体结构ZIF-67c进一步煅烧碳化,转变为空腔碳纳米管缠绕的十二面体结构,粒径约为300-400 nm,比表面积为509 m2/g,孔径大小为4.03nm;Co@N-CNT-c样品在电流密度为100、200、500、1000、1500和2000 mA/g条件下的放电比容量分别为 959.7、878.5、721.2、649.5、590.4 和 541.2mAh/g;经过 500mA/g,1000次循环后,Co@N-CNT-c样品的放电比容量为763.4 mAh/g,容量保持率为95%。原位TEM分析进一步解释了 Co@N-CNT-b材料具有很好循环稳定性的原因。(2)调控煅烧温度、时间,将Co@N-CNT-c材料在空气中氧化,发现当250℃锻烧20 min时,材料基本保持未氧化前相互交联碳纳米管十二面体结构,单质钴绝大部分被氧化C03O4,成功合成了碳包覆C03O4的纳米复合材料,显示出最优电化学性能,100 mA/g下放电比容量为975.81 mAh/g,500 mA/g下循环300次放电比容量为447 mAh/g,容量保持率为98.5%。(3)成功合成了十二面体结构的ZIF-8,并碳化得到了 CN-8。调控煆烧温度、时间将CN-8在空气中氧化,发现当250℃煅烧20 min时,材料基本保持了十二面体结构,表面出现轻微的塌陷和小的颗粒,单质Zn被氧化成了 ZnO,成功合成了碳包覆ZnO的纳米复合材料,显示出最优电化学性能。在电流密度为100、200、500、1000、1500和2000 mA/g时的放电比容量分别为747.3、597、537、432,328.1 和 297 mAh/g,500 mA/g 下循环 300 次仍保持了 458.6 mAh/g 的放电比容量,容量保持率为97%。