目前,锂离子电池和钠离子电池的负极材料按其充放电原理可分为三种:嵌入/脱出型、合金化和转换反应型。嵌入脱出型负极材料的充放电性能稳定但活性位点有限导致其理论比容量较低,合金化和转换反应型负极材料具有诱人的比容量,但其在充放电过程中会发生结构的损坏使得性能迅速衰减。所以设计一种性能优异的负极材料是很有必要的,但也面临着巨大的挑战。近年来,大量的研究表明在负极材料中引入缺陷对该材料周围的化学环境有一定的影响,进而影响其电化学性能。本论文主要以探究在TiO2中构筑阳离子空位以及碳材料中本征缺陷的多少对其电化学性能的影响为出发点开展实验研究。（1）该工作受蓄水池的启发,在TiO2纳米片上引入大量的Ti空位探究其是否可以作为锂离子存储的活性位点进而提高其性能。结果表明,其充放电容量及循环稳定性都得到了优化。与化学计量型TiO2(137.7 mA h g-1)纳米片相比,它们在锂离子半电池中确实表现出更高的可逆容量(332.1 mA h g-1),以及比化学计量型TiO2纳米片(100圈后容量为99 mA h g-1)更稳定的循环性能(100圈后296 mA h g-1)。综上,说明Ti空位的引入明显的优化了TiO2纳米片的电化学性能,因此,我们认为在电极材料中引入阳离子空位是一种优化电化学性能的有效措施。（2）在本工作中,我们又对Ti1-xO2纳米片进行了钠电性能的测试,结果表明Ti空位的引入也同样优化了其钠电性能。在0.1A g-1时,放电容量为195.7 mA h g-1,明显高于化学计量TiO2纳米片(111 mA h g-1);其循环性能和倍率性能也都明显优于无空位的化学计量TiO2纳米片。电化学分析和理论计算表明我们引入了一种新的Li+/Na+吸附/解吸存储路径,通过在Ti1-xO2纳米片中的构筑Ti空位将其作为Li+/Na+存储位点。这一结果突出了阳离子空位的优势所提出的吸附/解吸机理为设计先进电极材料提供了新的思路。（3）类沸石咪唑骨架材料（ZIFs）的拓扑结构使其成为理想的研究对象,因此被用作锂离子电池负极材料。然而,具有本征缺陷的ZIFs多面体碳之间锂离子扩散行为的异同尚未得到系统研究。本文合成了四种ZIF-8多面体碳,分别为正方体（ZIF-8/C-C）、小菱形二立方体（ZIF-8/C-R1）、大菱形二立方体（ZIF-8/C-R2）和十二面体（ZIF-8/C-D）,并对它们的锂离子扩散行为进行了深入研究。与其他具有较少顶点、边缘及本征缺陷的ZIF-8/C多面体相比,具有24个顶点、48个边以及本征缺陷最多的ZIF-8/C-R2多面体具有最好的电化学性能(在0.1 A g-1时为657 mA h g-1)。采用原位TEM观察了不同ZIF-8/C多面体的锂化过程,结果表明,固态电解质界面膜首先在顶点处形成,然后在边缘处形成,这表明,应用欧拉公式设计具有丰富顶点、边缘及本征缺陷的先进多面体电极碳材料是合理的。