近几年来,新能源的发展蓬勃迈进,锂离子电池由于其具有高的能量密度得到了广泛应用,然而,锂离子电池的大量商业化应用面临着锂资源储量有限、分布不均的问题。钾离子二次可充电电池与锂离子二次可充电电池具有类似的性质,且钾资源储量相对丰富且分布广泛,因此钾离子电池具有成为高能量密度和高电压的低成本二次电池的潜力。然而,锂离子电池的常规负极材料,如石墨、硅等,电化学储钾能力较弱,因此需要研究匹配钾离子电池体系的负极材料。磷/碳复合材料和金属磷化由于理论容量高,且能够缓解磷单质导电性差和体积膨胀等问题,受到广泛关注。碳材料增加了复合电极材料的导电性能,改善了循环稳定性。然而磷/碳复合材料面临一大挑战,即如何高效的将磷“束缚”在碳材料内部。金属磷化物具有更低的氧化还原电势,因而能提供更高的比容量和更佳的循环稳定性。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）本论文首次通过水热法及高温还原获得碳基底支撑的Sn,高温下与红磷发生化学反应得到三方结构的亚稳态SnP,打破了在高温高压等苛刻条件下合成SnP的限制。利用第一性原理计算与实验相结合,探讨了SnP的制备机理。通过电化学性能测试,SnP@C复合材料电极在100 mA·g^-1的电流密度下经过100次循环后,比容量保持355.0mAh·g^-1,容量保持率为77.94%。SnP@C电极在1000 mA·g^-1的电流密度下,在200次循环后保持比容量为215.94 mAh·g^-1,容量保持率为87.8%,SnP@C复合材料负极展示出优异的电化学性能。（2）利用硒的熔点较低的特点,以商业化碳材料K.J.black为吸附材料,制备Se@C复合材料,再借助Se为活性反应位点,即锚点,诱导红磷蒸汽进入到介孔碳的微小管道内部,与Se反应生成得到Se₃P₄化合物。通过非原位XRD检测研究了Se₃P₄@C的嵌钾脱钾机理。通过电化学性能测试,Se₃P₄含量为42.9%时,其在200 mA·g^-1电流密度下,电池能够获得454.03 mAh·g^-1的高容量,且充放电循环100次后,容量保持率达到86.27%。在电流密度为1000 mA·g^-1时,充放电循环300次后,依旧能够保留200.40mAh·g^-1的容量,容量保持率可以高达78.89%,平均每次充放电循环衰减0.0703%,Se₃P₄@C复合材料负极展示出优异的电化学性能。（3）本论文通过机械球磨法制备得到了GeP₃@C复合材料,并对其用于钾离子电池负极的电化学性能进行了测试。GeP₃相较于P与Ge单独应用,性能得到了改善,但仍旧存在容量衰减较快的问题。与碳材料复合可以明显改善其电化学性能,GeP₃@C复合材料在60 mA·g^-1的电流密度下,作为钾离子电池负极循环50圈后仍具有239.38mAh·g^-1的容量。通过对三种磷基复合材料的电化学性能测试的对比分析表明,磷与其他活性组分化合可以有效改善电极材料的电化学性能,是一种合适的策略。形成化合物后相互锚定可以一定程度缓解材料的体积变化造成的破坏,同时与碳材料复合能够获得碳材料很好的保护作用和导电助力,显著增强了电极材料的循环稳定性和倍率性能。其中SnP@C与Se₃P₄@C复合材料表现出更优异的电化学性能,GeP₃@C复合材料的容量衰减依然明显。