锂离子电池作为一类常见的化学电源,由于具有能量密度大、循环寿命长、绿色环保等优点而受到广泛关注。近年来,在能源问题的推动和国家政策的支持下,锂离子电池开始由手机、笔记本电脑、数码相机等便携式小型电器所用电池,逐步走向电动自行车、电动汽车、工业电力系统、航空航天等动力电池及电网储能系统,这种发展趋势对锂离子电池的能量密度和长循环寿命提出了更高的要求。高能量密度锂离子电池的获得主要依靠高比容量的电极材料。目前,使用最广泛的锂离子电池负极材料是石墨,但其理论比容量(372 mA h g-1)较低,极大地限制了锂离子电池能量密度的提高。因此,设计和制备具有高比容量、高倍率和长寿命的锂离子电池负极材料极具迫切性。最近的研究结果表明过渡金属硫化物作为锂离子电池电极材料具有高理论容量,但由于其电导率低、嵌锂过程中体积变化大,导致其循环稳定性差。在本论文中,我们制备了 Co3S4多孔纳米片/石墨烯片(Co3S4-PNS/GS)、双层碳包覆的 WS2(WS2@C/RGO)以及 Fe7S8@C纳米纤维(CNF)等几种过渡金属硫化物-碳复合材料,并对这些材料的储锂性能进行了系统的研究,主要的研究内容如下:首先,我们通过先冷冻干燥再用水合肼处理的方法制备出Co3S4-PNS/GS复合材料。该复合材料具有独特的三明治结构,同时结合了两种组份的优势。具体来说,Co3S4多孔纳米片能够有效促进锂离子扩散。另外,高电导率和高弹性的石墨烯片可以提高复合材料的导电性、缓冲Co3S4在循环过程中的大体积变化。与纯的Co3S4多孔纳米片相比,该材料在作为锂离子电池和钠离子电池负极材料时表现出了优异的电化学性能。其次,我们通过油胺包裹的WS2和氧化石墨烯之间的自组装过程及随后的热处理过程制备出WS2@C/RGO复合材料。该双重碳包覆层由油胺衍生的表层碳和外层高弹性、高导电性的还原氧化石墨烯构成,它们不仅能够避免WS2和电解液之间的直接接触,还能够抑制聚集且缓冲WS2在循环过程中的大体积变化。所得的WS2@C/RGO复合材料在作为锂离子电池负极材料时表现出优异的储锂性能,包括高比容量、稳定的循环性能和突出的倍率性能。最后,我们采用乙酰丙酮铁作为铁源,硫粉做硫源,通过静电纺丝技术和高温硫化方法制备出Fe7S8纳米颗粒均匀分散在碳纳米纤维基体中所形成的复合物(Fe7S8@CNF)。Fe7S8纳米颗粒和碳纳米纤维之间所形成的强化学键不仅能够有效抑制纳米颗粒的聚集,还可以促进锂离子和电子的快速传输。Fe7S8@CNF复合物在作为锂离子电池负极材料时表现出高比容量,高循环稳定性和优异的倍率性能。