可充电锂离子电池作为最有潜力的能源储存设备,具备电容量较高、寿命长、自放电率低等优点,逐渐受到人们的喜爱。商业化石墨电极材料较低的理论电容量(372 mAh g^-1)和工作电压限制了它的应用。石墨烯、碳纳米管电极材料相继被研究与报道,但其电容量仍然较低。Fe₂O₃作为一种清洁无污染的新型能源材料,具有理论电容量高(1005 mAh g^-1)、价格低廉、高耐腐蚀性等优点,但是在循环过程中存在体积膨胀、易粉碎团聚、储锂能力迅速衰减以及导电率差等缺点。针对以上问题,本文基于组成调整策略,分别合成了介孔碳、多孔碳、石墨烯三种碳材料,以其作为碳基质来复合Fe₂O₃,二者取长补短,以此达到提高电极材料可逆循环稳定性的目的。1.Fe₂O₃/介孔碳复合材料以F-127为致孔剂,由自组装法制备而成。对样品形貌与结构进行检测与表征,发现介孔碳能够提供较大的比表面积与孔体积,当Fe₂O₃百分含量为26.3%（Fe₂O₃/介孔碳-1）时,Fe₂O₃能够均匀分布在介孔碳上;对复合材料进行电化学性能检测,发现Fe₂O₃/介孔碳-1电化学性能最优,在120次循环以后电容量高达789 mAh g^-1,且具有较好的倍率性能。通过阻抗和等效电路图模拟数据分析,揭示了Li⁺的传递和电子转移过程行为以及SEI膜的生长情况,研究发现Fe₂O₃/介孔碳-1具有较小的R_ct。2.Fe₂O₃/多孔碳复合材料以NaCl为致孔剂,由硬模板法制得。在碳化过程中葡萄糖酸亚铁也会碳化生成多孔结构,有利于电极材料比表面积的提高。对样品的形貌与结构进行了一系列表征,并对氧化温度进行了探索,发现该材料在空气条件350℃氧化时,既能保留多孔结构又能最大化地消除单质Fe的影响。对这种多孔结构材料进行电化学性能测试,发现其具有很高的可逆电容量,在循环了120次以后达1117 mAh g^-1,同样对其进行了阻抗与等效电路图模拟测试与数据分析,发现Fe₂O₃/多孔碳纳米复合材料的阻抗R较小。3.Fe₂O₃/石墨烯复合材料由沉淀法制得。对样品的形貌与结构进行了表征,发现Fe₂O₃的粒径在30-100 nm之间,较为均匀地分布在石墨烯片层上。通过对其进行电化学性能测试,发现该材料在前期循环过程中具有较高的电容量。但随着循环次数的增加,电容量有一个下降趋势,可能是由于碳化的石墨烯片层发生了堆积团聚导致的,这有待于进一步探索与研究。