【摘 要】
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能源消耗的稳定增长直接反映一个国家的经济增长实力,然而,由于不可再生能源的不可持续性以及全球变暖下对二氧化碳排放量的控制需求,该领域已经变得极具挑战性。近年来,研究人员已经开始广泛探索环境友好型可再生能源,将大量的研究集中在用于储能装置材料的开发上。金属有机框架（MOFs）材料由于其骨架的多样性和孔隙结构的丰富性有利于锂的存储,因此MOFs在锂存储领域中的应用迅速发展,通过合理的设计和修饰,使其表
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能源消耗的稳定增长直接反映一个国家的经济增长实力,然而,由于不可再生能源的不可持续性以及全球变暖下对二氧化碳排放量的控制需求,该领域已经变得极具挑战性。近年来,研究人员已经开始广泛探索环境友好型可再生能源,将大量的研究集中在用于储能装置材料的开发上。金属有机框架（MOFs）材料由于其骨架的多样性和孔隙结构的丰富性有利于锂的存储,因此MOFs在锂存储领域中的应用迅速发展,通过合理的设计和修饰,使其表现出高强度、超高表面积和良好的化学活性。基于此,本文以MOFs为牺牲模板和碳源,引入单宁酸（TA）修饰材料形貌,制备碳基纳米金属氧化物复合材料,为MOFs基负极材料的发展和设计提供技术参考,主要研究内容如下:（1）通过水热法合成MIL-88（FeNi）,并以此为牺牲模板和碳源,加入TA,通过简单的搅拌和高温煅烧制备类似胶囊状的NiFe2O4/C复合材料,将其作为锂离子电池负极材料。结果显示,在100 m A g-1的电流密度下,NiFe2O4/C负极材料的初始充放电比容量为1182.60和2908.58 m Ah g-1,经过100次的循环后,仍可以提供767.15 m Ah g-1的放电比容量;在1000 m A g-1的高电流密度下,经过600圈的循环后,依旧保持有309.64 m Ah g-1的放电比容量,每圈的比容量损失仅为0.1241 m Ah g-1,可见NiFe2O4/C负极材料具有良好的循环稳定性。（2）利用室温下合成的ZIF-8作为牺牲模板和碳源,Al3+与TA发生络合反应形成金属多酚网络,同时TA对材料表面进行修饰,通过简单的搅拌和煅烧制备多孔结构的ZnAl2O4/C复合材料,首次将其作为锂离子电池负极材料。结果显示,在200 m A g-1的电流密度下,ZnAl2O4/C负极材料的初始充放电比容量为1028.71和1983.16 m Ah g-1,循环250圈后,仍可提供755.08 m Ah g-1的高放电比容量;通过拟合分析得电荷转移阻抗为430.2Ω,交换电流密度为7.28×10-3m A·cm-2,ZnAl2O4/C显示出优异的电极动力学。（3）利用ZIF-8为牺牲模板和碳源,结合TA和Fe Cl3·6H2O,通过简单的搅拌和煅烧制备纳米级多孔结构的ZnFe2O4/ZnO/C复合材料,将其作为锂离子电池负极材料。结果显示,在100 m A g-1电流密度下,ZnFe2O4/ZnO/C负极材料的初始充放电比容量为1463.48和2582.77 m Ah g-1,初始库伦效率为56.66%,经过100次的循环后,放电比容量保持在951.17 m Ah g-1,比容量保持率为61.48%;在1000 m A g-1的高电流密度下,每圈的不可逆容量损失仅为0.3876 m Ah g-1,ZnFe2O4/ZnO/C电极材料表现出良好的可逆性。
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