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Fe3O4由于具有理论容量高(924 mAh g-1)、无污染、价格低廉、来源广等优点而广泛应用于锂离子电池负极材料领域。然而,Fe3O4的电子、离子导电率较低,阻碍了该类材料的发展。目前,通过与CNTs复合,构筑CNT@Fe3O4纳米复合材料可有效提高Fe3O4纳米粒子的电子导电率及可逆容量。本文以磺化聚合物纳米管为碳源和模板,采用不同方法构筑了CNT@Fe3O4、CNT@Fe3O4@C纳米复合材料,改善了Fe3O4纳米粒子易团聚、体积膨胀,电子、离子导电率低等现象,提高了Fe3O4在电化学反应过程中的稳定性。其次,通过多种表征手段分析了电极材料的形貌及性能,探讨了Fe3O4与碳材料的协同作用机制,研究了复合材料结构对提升电极材料电化学性能的作用,为CNT@Fe3O4复合材料的发展以及应用提供了理论基础。具体研究内容如下:1、采用共沉淀法及后续的煅烧处理构筑CNT@Fe3O4复合纳米材料:以硝酸铁为铁源,磺化聚合物纳米管为碳源和模板,将磺化聚合物纳米管用氨水（25%）预处理对其表面进行改性,采用共沉淀法制备了CNT@Fe3O4前驱体,再通过煅烧,获得了CNT@Fe3O4复合纳米材料,讨论了体系溶剂及pH值对前驱体制备及复合材料电化学性能的影响。研究结果表明,在弱碱性条件下制备的电极材料电化学性能较好。在500 mA g-1电流密度下经过300圈循环后容量仍可达770.3mAh g-1,其容量损失率仅为17.6%;在4000 mA g-1电流密度下其容量可达410mAh g-1。负载了较小Fe3O4纳米颗粒的复合材料中,可提高复合材料的导电性,增大复合材料的比表面积,同时有效地缩短了离子、电子的传输路径,因此具有高的放电容量,良好的倍率性能及循环稳定性。2、采用微波辅助法结合后续的煅烧处理高效地制备了CNT@Fe3O4@C纳米复合材料:针对CNT@Fe3O4复合材料存在Fe3O4纳米颗粒易脱落,循环稳定性差等问题,在上述基础上,以盐酸多巴胺为粘附剂,采用微波辅助法制备前驱体,后经过煅烧制备了CNT@Fe3O4@C纳米复合材料,探讨了前驱体的制备条件。研究结果表明,在180 ℃条件下反应60 min获得的前驱体具有良好的电化学性能,在500 mA g-1电流密度下经过200圈循环后容量可达767.9 mAh g-1;在4000 mA g-1的电流密度下其容量也可达420 mAh g-1。这种独特的C-Fe-C结构增强了电极材料的导电性,明显缩短了离子和电子的传输距离,增加了电极材料的比表面积,提升了材料的结构稳定性,从而使电极材料表现出较高的放电容量,优良的倍率性能及良好的循环稳定性。3、采用低温回流法构建三明治状CNT@Fe3O4@C同轴纳米电缆复合材料:针对CNT@Fe3O4@C纳米复合材料复合效果欠佳,Fe3O4纳米颗粒负载量较少等问题,在上述基础上,以无水葡萄糖为涂层剂,采用低温回流法,经过煅烧构建了三明治状CNT@Fe3O4@C同轴纳米电缆复合材料,探讨了前驱体的制备条件对材料电化学性能的影响。电化学测试结果表明:在酸性条件下制备的前驱体具有良好的电化学性能,在1000 mA g-1电流密度下其容量为724.1 mAh g-1,在4000mA g-1电流密度下其容量可达700 mAh g-1。该复合材料因特殊的三明治状结构而具有优异的电化学性能,这种特殊的结构使得复合材料有效地缩短了离子和电子的传输路径,丰富了材料的孔结构,增大了复合材料的比表面积,同时增强了电极材料的结构稳定性。