锂离子电池作为一种便携的储能设备,具有循环利用率高,绿色环保无污染的优点,已成为21世纪重要的储能设备。传统的锂离子电池具有容量低的缺点,已经无法满足移动电子设备和电动汽车等电子产品市场需求。因此,开发具有高容量和长寿命的锂离子电池电极材料具有重要的意义。硒元素作为硫的同族元素,可以应用于锂离子电池的正极材料,近年来得到了部分研究者的关注。硒单质的理论比容量为675m A h g^-1,而其理论体积比容量(3260 m A h cm^-3)与硫的(3467 m A h cm^-3)相同,这是因为硒的密度更高,说明硒具有作为电极材料的潜力。此外,与硫元素的(5×10^-28S m^-1)相比硒元素具有更高的电子传导性(1×10^-3 S m^-1),这意味着它具有更高的正极材料的利用率。然而,从化学相似性角度出发,硒正极也具有与硫相同的缺点:电化学反应中间体（多硒化物）能够溶解在电解液在循环过程中迁移到负极（穿梭效应）,导致不可逆的容量损失。针对这一难题,本文以金属有机框架材料为载体,通过巧妙地设计类三明治的夹层结构来束缚活性物质硒。此外,本文通过合理设计硒化铁/碳复合材料研究了硒元素在锂离子电池负极材料中的应用（硒以硒化铁的形式存在）。本文的主要研究内容及结论如下所示:（1）使用Co-MOF（ZIF-67）为载体,通过真空加热,使中心金属Co²⁺离子暴露出更多活性位点。然后通过熔融扩散和后修饰法成功地制备了ZIF-67@Se@Mn O₂复合材料。经过比较,单纯的MOF材料并不能很好地限制穿梭效应,而ZIF-67@Se@Mn O₂复合材料为束缚硒提供了更多的活性位点,并构建了MOF@Se@氧化物的结构来限制多硒化物的穿梭。ZIF-67@Se@Mn O₂正极在1 C时表现出306m A h g^-1的初始放电比容量,并在相同电流密度下进行100次循环后放电比容量仍保持有83.7%,且库仑效率显示出近100%的高稳定性。本项研究内容表明,构建类三明治夹层结构有效限制了穿梭效应对正极材料的影响。（2）使用Zr-MOF（UIO-67）为载体,同样通过真空加热,使中心金属Zr⁴⁺离子暴露出更多活性位点。不同于前文的制备方法,该UIO-67@Se@PANI正极材料的类三明治夹层结构通过聚苯胺（PANI）层的包覆达成。单纯的UIO-67@Se材料的比容量在循环中快速下降,同样证明仅MOF材料并不能很好地限制穿梭效应。UIO-67@Se@PANI正极在1 C时的放电比容量为248.3 m A h g^-1,在该电流密度下循环100次后比容量的保持率为91.4%,显示出优异的电化学性能。（3）使用金属有机凝胶（MOG）作为前驱物,采用真空煅烧法制备了高性能Fe Se₂-C/r GO负极材料。归功于还原石墨烯的包覆,不仅Fe Se₂被限制在较小的尺寸,而且材料整体的导电性得到了提升,因此Fe Se₂-C/r GO负极材料在LIB中显示出出色的循环性和倍率性能。100次循环后,以Fe Se₂-C/r GO为负极材料的电池在电流密度为100 m A g^-1时的放电比容量为917.7 m A h g^-1,几乎与初始放电容量相同。而且在1000 m A g^-1大电流密度下循环500圈后显示出628.7 m A h g^-1的放电比容量。这项研究为设计金属硒化物电极材料提供了新思路。