近年来,锂离子电池作为最具潜力的电化学储能器件,由于具有能量密度大、工作电压高、自放电率低、无记忆效应、使用寿命长等优点,被广泛地应用于各类便携式电子产品以及新兴电动汽车等领域。然而,传统锂离子电池中的石墨类负极材料的理论容量较低(仅为372 mAh g^-1),难以满足电池在更高能量密度和大规模储能方面的迫切需求。因此,研发其他具有更高比容量、更佳倍率性能、更长循环寿命的锂离子电池负极材料十分必要。钴基双金属氧化物因其较强的电催化活性及不同金属间的协同作用,普遍展现出较为优异的储锂性能。然而,此类材料在电化学循环过程中存在严重的体积变化,容易导致其碎裂粉化,甚至从集流体上脱落而失去活性。针对这些问题,本论文主要通过减小材料尺寸和控制其形貌,并尝试设计各种合理的纳米结构来抑制因材料体积变化而造成的容量快速衰减。主要工作和结论如下:（1）褶皱纸状ZnCo₂O₄纳米片电极的制备及其储锂性能利用简单的水热法结合退火处理在泡沫镍集流体上制备了褶皱纸状ZnCo₂O₄纳米片,并将其作为锂离子电池的负极,展现出了优异的循环性能和倍率性能。在1 A g^-1的电流密度下循环500次后,该电极依然保持有1138 mAh g^-1的可逆放电容量。当测试电流达到12.8 A g^-1时,该电极的可逆容量仍高达407mAh g^-1。优异的储锂性能来源于电极中活性材料与集流体的良好接触,以及由多孔纳米片相互交织而成的稳定三维网络结构。这种结构不仅可以为锂离子和电子提供更多的传输路径,而且能够有效地缓解充放电过程中的体积变化。（2）八面体状NiCo₂O₄纳米空壳的制备及其储锂性能利用硬模板法制备了八面体状NiCo₂O₄纳米空壳粉体。以CuO八面体为硬模板,在羟丙基纤维素的辅助作用下,通过水浴法制备出由纳米片包覆的NiCo₂O₄@CuO八面体粉体,进而采用氨水刻蚀去除CuO模板,得到八面体状NiCo₂O₄纳米空壳。当用作锂离子电池的负极时,该电极展现出良好的循环性能和倍率性能。在0.2 A g^-1的电流密度下循环100次后,该电极仍保持有793 mAh g^-1的可逆容量。当电流密度增大到1.4 A g^-1时,其可逆容量保持在377 mAh g^-1。（3）均匀Ni_xCo_3-xO₄介孔球的制备及其储锂性能结合溶剂热法和离子刻蚀法,制备了均匀的Ni_xCo_3-xO₄介孔球粉体。首先,以均苯三甲酸为有机配体,选用二价钴为骨架金属,制备出均匀球状的Co-BTC前驱体,之后在含镍离子的酒精溶液中不断刻蚀并掺入镍,最后通过退火处理得到由纳米颗粒互连而成的Ni_xCo_3-xO₄介孔球粉末材料。电化学性能测试表明,该电极具有优异的循环性能和倍率性能。在1 A g^-1的电流密度下循环400次后,该电极的可逆容量仍高达821 mAh g^-1。在6 A g^-1的大电流密度下,其平均容量仍保持在429 mAh g^-1左右。（4）基于海藻酸盐的NiCo₂O₄纳米管的制备及其储锂性能基于海藻酸钠中特殊官能团与金属离子的螯合配位反应,制备了均匀的NiCo₂O₄纳米管。采用离心纺丝的方法首先制备出一维的海藻酸钠纤维作为前驱体,与一定比例的Ni²⁺和Co²⁺螯合生成特有的“egg-box”结构,再经过退火处理得到中空的NiCo₂O₄纳米管。电化学性能测试表明,该结构的电极具有优异的倍率性能和循环稳定性。在8 A g^-1的大电流密度下,该电极依然有684 mAh g^-1的可逆放电容量。在1 A g^-1的电流密度下循环800次后,该电极仍然拥有949 mAh g^-1的可逆容量。