随着便捷式电子设备的不断更新，电动汽车动力电源需求的持续增长，高性能锂离子电池技术的进一步发展势在必行。目前商用的石墨类负极材料作为嵌入反应电极的代表，面临着理论容量偏低且存在安全隐患的问题。而对于高理论容量的硅基、锡基等合金反应类负极，巨大的体积效应带来的循环性能不佳的缺点是实用化进程中的挑战。因此，具有转换反应机制的电极材料，通过发生多电子转移实现可观的容量释放，同时具有稳定循环性能的特点，同样吸引了研究人员的广泛关注。其中，过渡金属氟化物可在电极反应过程中与锂反应生成纳米级过渡金属单质和氟化锂，并实现可逆的循环反应。　　氟化锰(MnF2)作为氟化物体系中对锂反应电位较低的负极材料，可发生双电子转移并具有长循环的特性。然而，F-Mn键的高离子性导致其电子电导低，并且氟化物材料的制备通常涉及对设备要求很高的物理法如PLD、CVD，或是需要有毒氟源（如氢氟酸）参与的化学合成，是氟化锰负极材料研究中的难点。本文提出以纳米化制备与微结构设计相结合的研究思路，使用安全无毒的离子液体作为氟源，制备了一系列形貌可控的新型氟化锰纳米材料。进一步通过电化学性能测试表征材料的嵌锂特性，并借助非原位手段，深入分析电化学反应机理。　　(1)首次通过简单的一步溶剂热法，利用室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BmimBF4)作为氟源，制得粒径100-300nm，具有六边形形貌特征的四方相氟化锰亚微米单晶颗粒。电化学性能测试表明，在0.1C倍率首次放电过程中，0.6V附近可以得到一个长且平坦的电压平台，呈现出典型的转化反应特点，随后的循环过程中具有高达300mAhg-1的可逆放电容量。各倍率下循环性能稳定，尤其在高倍率10C下工作5000周仍保留237mAh g-1的容量，具有伴随容量增大长期活化的超长循环特性。结合非原位HRTEM，XPS表征手段，一方面从宏观化学组成分析验证了MnF2负极在首次电化学过程中的典型转换反应，另一方面通过对局部结构的变化分析给出了循环过程中的长期活化现象的微观机理解释。其中，转换生成的LiF母体内部金属Mn纳米颗粒的重新分布最终形成金属Mn连续导电网络，是电化学反应可逆性提高的关键。　　(2)根据对电极材料进一步纳米化并均匀形貌的思路，合成低维纳米结构的氟化锰。一方面，采用油酸-离子液体两相法，使用甲醇作为溶剂营造了两相交互作用的媒介和通道，同时发挥离子液体作为氟源并包覆颗粒抑制生长的双重作用，成功制备粒径约为20nm的MnF2纳米晶。电化学性能表征结果显示，在5C的倍率下，电极持续活化至600周附近达到容量最大值470mAh g-1。另一方面，结合离子液体作为氟源和结构导向软模板的双重作用，有效诱导MnF2在[001]方向的取向生长，实现一维MnF2纳米棒的合成。所制备的MnF2纳米棒直径仅为20nm，电化学性能测试结果表明，径向纳米化程度的提高，促进了锂离子和电子的一维有效传输，改善了氟化锰材料的倍率性能，当采用10C的高倍率进行2000周的循环测试，活化后得到的稳定容量高达430mAh g-1。进一步结合非原位透射电镜对循环不同阶段的电极反应产物进行分析，发现微观下Mn颗粒分布的不断优化，并导致连续金属单质导电网络的形成，是宏观活化过程及电化学可逆性能改善的关键。　　(3)根据对电极材料进行三维纳米结构设计的思路，利用油胺作为表面活性剂进行形貌调控，一步溶剂热法制备三维多级结构的枝状纳米MnF2材料，这种分级结构由中心辐射的纳米棒组装构成。首次将油胺用于锰基氟化物的合成，并研究不同油胺加入量对形貌的影响，推断油胺与离子液体在合成过程中所起的重要协同作用，从而提出了可能的形成机理。电化学性能测试表明，三维多级结构的存在提高了电极材料与电解液的接触面积，增加了电化学反应位点，10C倍率下进行2000周循环后具有高达420mAhg-1的可逆容量，同时MnF2电极特有的长期活化过程被显著缩短。电极在各倍率下显示出了稳定的循环性能，表明这种微结构在缓冲并容纳电化学反应过程中的体积变化方面所起到的重要作用。　　(4)根据对电极材料进行微结构设计与复合化相结合的思路，引入具有二维层状特性的石墨烯，使MnF2颗粒均匀地在其表面原位生长，制备MnF2/GNS三维复合电极，进一步提高电极的电子电导。负载MnF2的石墨烯片的自发团聚和堆叠情况得到抑制，同时电极材料的柔韧性得到增强，因而通过增大电化学活性面积保证了更快的离子/电子传输能力。而电化学性能的测试进一步显示出各倍率下储锂性能显著提高，尤其是高倍率下活化程度的明显提高。其中，在600mA g-1的电流密度下循环100周后可逆容量达489mAh g-1，而在6000mA g-1的高电流密度下循环活化后可达530mAh g-1的容量最大值。这种MnF2/石墨烯纳米片复合电极的电化学性能的显著提升是复合材料中两相的紧密结合及协同作用的重要体现。