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当今世界环境压力和能源需求与日俱增,而近百年来提供人类社会进步与发展动力的化石能源也日趋枯窘,加之开掘和使用这类不可再生能源已对地球的生态环境造成了很多难以逆转的伤害。这些问题正在不断鞭策我们加快对清洁可再生能源低成本、高效率地开发与推广使用。我们已经处在了新能源发展的时代。但是,这些新能源在不同程度上受到时空等因素的限制。因此,基于对能量的高效利用,高效储能与能源开发的重要性不分伯仲,这迫使我们去寻找与之相匹配的能源储存设备来满足它们进一步的发展。相较于其他类型的电池,锂离子电池因具有长的使用周期、高的比能量密度和工作电压等特点而成为了科研工作者们的研究热点。其中,因为过渡金属化合物具有较高的理论储锂容量,已经被广泛应用于锂离子电池负极材料研究中。但由于金属化合物电导率较低,且在脱/嵌锂过程中存在较严重的体积应变和团聚效应,使得电解液与电极材料间的接触面积减小,由此削减了活性材料的电化学活性,造成金属化合物的循环性能和倍率性能大打折扣。因此,本论文设计了相应的改良实验,在一定程度上解决过渡金属化合物负极材料存在的弊端,提高了电极的循环性能和倍率性能。主要研究内容如下所述:（1）采用微波法辅以煅烧快速合成ZnCo2O4/ZnO/碳纳米管（ZZCO/CNTs）复合物。该复合物由碳纳米管（CNTs）和包覆在CNTs表面的粒径约5 nm的ZnCo2O4/ZnO（ZZCO）纳米粒子形成。CNTs的加入不仅能有效增强导电性,还能提高复合材料的稳定性,有效防止了ZZCO纳米颗粒的聚集。当ZZCO/CNTs作为锂离子电池负极时,其表现出的可逆容量高达1443.0 mAh/g（电流密度100mA/g）;而在高倍率（500 mA/g）下进行了200圈的循环依旧能保持良好的循环稳定性;同时表现出出色的倍率性能。突出的储锂性能主要归功于ZZCO的小尺寸效应以及CNTs出色的电化学性质。（2）采用水热法合成了MnCo2O4/MnO2/碳纳米管（MMCO/CNTs）复合物。该复合物由多壁碳纳米管和树立且紧密生长在管壁上的花瓣状MnCo2O4/MnO2（MMCO）纳米片（厚度5-8 nm;长约75 nm）组成。将所制备的MMCO/CNTs纳米复合材料制成锂离子电池负极,通过测试发现,100 mA/g的电流密度下该电极的初次放电容量为1858.2 mAh/g,而当循环至第100圈放电比容量仍然可维持在1346.0 mAh/g。在不同倍率下循环时,可逆容量只发生小幅衰减,且电流密度恢复100 mA/g,电极的放电比容量最终可达1350.6 mAh/g,表现出优异的容量保持能力。在1600 mA/g的大倍率长周期循环中,MMCO/CNTs复合电极依旧显示出很好的循环稳定性（500圈,935.0 mAh/g）。MMCO/CNTs复合材料优异的的电化学性能源于其独特的结构加快了电荷传输速率并缓解了体积变化。（3）采用沉淀与水热相结合的方法合成了核壳结构的多孔Co3S4/Fe3O4/碳（CoFe/C）纳米立方体。该立方体边长约为350 nm,由Co3S4/Fe3O4立方体内核和厚约50 nm的碳包覆层构成。碳壳层的存在不仅提高了材料的电子导电性,还能增强了立方体的结构强度。当CoFe/C复合材料作为锂离子电池负极时,100mA/g下的恒流充放电,材料表现出了1124.2 mAh/g的可逆容量。同时,倍率性能测试结果显示,当电流密度恢复至100 mA/g,电极的可逆容量回升到了1125.4mAh/g。相较于未进行碳包覆的CoFe负极,CoFe/C电极的电化学性能得到了有效提高,这归功于碳壳和多孔的材料结构。