最近几年由于电动车以及各种电子设备的兴起,开发具有高倍率性能、高比容量和优良的循环稳定性的动力锂离子电池成为研究热点。而金属化物类负极材料因其较高的比容量和丰富的来源为负极材料的研究带来新的方向。实验结果表明,纯金属复合物在充放电过程中会产生严重的体积变化,并且纯金属其导电性差,导致较差的稳定性以及过高的不可逆容量损失。因此构建石墨与金属化物复合材料体系有望做到材料性能互补,提高负极材料的电化学性能。本文从金属化物与石墨碳的纳米结构设计,引入原位杂原子掺杂的杂原子缺陷,为锂/钠离子提供更多的扩散通道,并增加其活性位点的表面积,进一步提升材料的可逆比容量和使用寿命等性能。本论文主要内容概述如下:（1）以乙炔为碳源,氨气为氮源,羰基铁为铁基催化剂,采用浮动催化热解法一步合成原位掺氮的石墨碳壳包覆Fe₃C的核壳纳米颗粒。通过调控反应时间以及反应温度,可制得直径为7¹8 nm的Fe₃C@氮掺杂的石墨碳核壳纳米粒。氮掺杂石墨碳其完整的导电网络配合较小尺寸Fe₃C结构有效地缩短电子及离子的传输路径,在一定程度上提高了其电化学性能。（2）将Fe₃C@NGS前驱体通过热处理去除部分的氮掺杂结构,在前驱体外壳上产生大量的孔结构,使Fe₃C核在不剧烈破坏石墨碳壳的情况下得到有效的氧化生成多孔石墨碳包覆的纳米颗粒（Fe₂O₃@PWS）。小尺寸的Fe₂O₃纳米颗粒和较高的碳壳孔隙度可以提供更多的扩散途径,促进Na⁺/Li⁺和电解质的扩散,大大提高了储Na⁺/Li⁺的电化学活性。