随着环境污染问题日益严重,寻求清洁能源已经成为经济社会中的最为迫切的问题之一。锂离子电池材料作为新能源材料,有良好的发展前景。在材料选择方面,过渡金属氧化物由于高理论比容量、来源丰富成为颇具前景的锂离子电池负极材料,备受研究者关注。然而,过渡金属氧化物在充放电过程中发生体积膨胀,导致电极粉碎从而造成锂离子电池循环性能差,针对这一问题,本文通过是通过合理构造其纳米结构,设计金属-有机框架材料(MOFs)作为锂离子电池负极材料的成分。金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子和有机配体通过共价键构建而成的一类极具发展前景的多孔材料。它发展的远景广阔,在许多方面包括气体存储/分离、多相催化、生物学、传感和质子/电导方面都有着广泛的应用。MOF材料的孔径从几埃到几纳米不等,从小尺寸的气体分子到大尺寸的无机和有机物都非常适合被MOFs封装。本文通过是通过合理构造其纳米结构,设计金属-有机框架材料(MOFs)作为锂离子电池负极材料的成分,以核心附载在金属有机骨架材料上,调控它的形貌,同时通过优化粘结剂种类等。通过不断的调控和测试,所设计合成的这种新材料磷化铁/富马酸铁/C(Fe2P-Fum-C)复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出了十分卓越的储锂性能和长循环稳定性。具体工作包括:(1)选择合适的条件下,利用水热沉淀法合成Fe-MIL-88A MOF材料,尺寸几百纳米到几微米不等,具有三维的孔结构,有利于电解液与材料充分接触,也有利于为充放电时材料体积膨胀提供缓冲。该材料为测试其电化学性能,并对其改良处理。(2)对材料进行磷化烧制处理制得磷化铁/富马酸铁/C(Fe2P-Fum-C)测试其电化学性能,对MOF材料进行未磷化烧制处理对比,测试其电化学性能,对其进行比较,通过设计新材料相较于原先,结果表明,磷化铁/富马酸铁/C新材料可以提供更高容量,在1.0 A g-1下200次循环后能提供1144 mAh g-1电池容量并显示出长循环寿命在3.0 A g-1.下经过1400次循环后的容量为439 mAh g-1。并设计分析合成的新材料后续可能的应用处理。(3)基于Fe-MIL-88A MOF材料,对其进行改性测试,在Fe3O4/Fe2O3/C/碳纳米管复合物负极材料中测试加入不同含量的碳纳米管制备高性能材料,并对其容量、大电流放电性能、高载量及循环寿命进行探索,测试会对电池材料有何影响。通过探索发现不同量的碳纳米管的加入,能提高电池的综合性能,在加入碳纳米管含量为7.7%(w)电池的综合性能最好,尤其是高倍率及高载量方面。