随着电动汽车,混合动力汽车和可移动电子设备的快速发展,现有的锂离子电池在容量、循环寿命和安全性等方面均难以满足要求。因此,开发高性能的负极材料是满足当前动力锂离子电池标准的关键。在负极材料候选者之中,具有大可逆容量的过渡金属氧化物被认为是可替代传统石墨类负极材料的选择之一。其中面心立方相NiCoO₂负极材料从镍钴基混合金属氧化物脱颖而出。遗憾的是,由于其固有的缓慢的电化学转换动力学过程和差的电子导电率,NiCoO₂拥有较差的倍率性能。除此之外,脱嵌锂过程中严重的体积变化和电极粉化导致了快速的容量衰减。因此,通过合理的结构和组分设计,制备出具有优异的倍率性能和循环稳定性的先进NiCoO₂基负极材料的意义是非常重要的。基于以上考虑,本文通过对材料的结构和组分进行优化设计,提高NiCoO₂的导电性,增加更多的反应活性位点,提升锂离子扩散速率,从而进一步提升NiCoO₂基负极材料的储锂性能。主要研究成果如下:（1）结合静电纺丝技术及后续热处理过程可控制备了超小NiCoO₂纳米颗粒@超长非晶氮掺杂碳纳米纤维复合材料。通过控制升温速率可以得到不同长度的纳米纤维样品。超小的NiCoO₂纳米颗粒随机嵌入/散布于整个碳纳米纤维中。超小的颗粒有效提高了NiCoO₂纳米颗粒的利用效率。PVP衍生的氮掺杂碳纤维不仅进一步提高了材料的导电性,而且同时也为循环过程中NiCoO₂颗粒的体积变化提供了良好的缓冲且有效防止了颗粒的聚集。材料大的比表面积和丰富的孔道结构不仅为材料提供了更多的反应活性位点,也为锂离子的传输提供了便捷的通道。该负极材料在100 mA g^-1和2.0 A g^-1电流密度下,分别实现了⁷08.4 mAh g^-1和²16.7 mAh g^-1的可逆容量。1.0 A g^-1电流密度下,连续循环1000圈后,容量保持在³19.6 mAh g^-1。即使不加导电炭黑,该负极材料依旧展现了令人满意的倍率性能和循环性能。（2）利用Ni-Co-MOF作为前驱体,通过氢氧化钾溶液处理过后,再在氮气氛围中进行热处理后制备出了NiCoO₂@氮氧双功能化碳球复合材料。纳米级别的NiCoO₂随机分布于氮氧双功能化碳球骨架中,氮氧双功能化碳球骨架作为弹性缓冲结构不仅可以有效缓冲NiCoO₂纳米颗粒在充放电过程中的体积变化,而且可以提高材料导电性、浸润性。大的比表面积和多孔结构提供了更多的反应活性位点和便捷的锂离子传输通道。得益于NiCoO₂@氮氧双功能化碳球复合材料在结构和组分上的优势,材料实现了优异的可逆容量和倍率性能。在100 mA g^-1电流密度下,实现了⁸01.2 mAh g^-1的倍率性能。1.0 A g^-1电流密度下持续循环1000圈后,容量依旧保持在³71.4 mAh g^-1。（3）通过简单的水热法合成NiCo-甘油酸盐前驱,并先后在空气和氮气氛围中进行热处理后成功制备了NiCoO₂中空球。热处理过程中粘附力和收缩力非平衡作用的结果导致了中空纳米结构的形成。中空球的外壳由很多超小的纳米颗粒构筑而成,该独特的纳米结构不仅可以缩短Li⁺扩散路径,有效增加材料的电化学活性位点,而且还能缓冲材料在电化学循环过程中的体积变化,极大的提高材料的循环稳定性。在100,2000mA g^-1密度下,平均放电容量分别为⁷36.6,⁴81.3 mAh g^-1。此外,在2000 mA g^-1电流密度下持续循环770圈后,放电容量依然维持在⁴94.6 mAh g^-1,相当于第二圈放电容量的⁷3.3%。