随着新科学和新技术的快速发展,锂离子电池作为一种新能源储能器件,需求量与日俱增,同时对于锂离子电池在能量密度,快速充放电能力等方面的要求也越来越高。新型二维材料MXene具有独特的层状结构,且拥有优秀的离子电导率和电子电导率,具有快速充放电能力,但是MXene本身的理论比容量较低,无法满足锂离子电池高能量密度的需求。过渡金属氧化物具有较高的理论比容量,但是其离子电导率和电子电导率较低,使其电化学性能较差。因此,本研究将MXene分别与Co3O4、TiO2（B）电极材料进行复合,利用过渡金属氧化物和MXene之间的协同作用,提高其复合材料的电化学性能。除此之外,本文还探究了 MXene对锂离子电池正极材料LiMnxFe1-xPO4电化学性能的影响。主要内容如下:首先采用液相法刻蚀MAX前驱体制备了二维层状MXene材料,在不同的刻蚀条件下探究了材料的电化学性能。研究结果表明,在室温下刻蚀24 h时能够得到多层手风琴状的Ti3C2Tx MXene,在0.1 A·g-1的电流密度下,首次放电比容量为846.3 mAh·g-1。随着刻蚀温度的升高,较大尺寸的多层MXene逐渐被刻蚀成尺寸较小的不规则状的MXene,并且其电化学性能逐渐下降,在0.1A·g-1的电流密度下,80℃、90℃和100℃的样品首次放电比容量为306.9mAh·g-1、109.3 mAh·g-1 和 71.5 mAh·g-1。针对锂离子电池负极材料倍率性能和循环稳定性差的问题,本文使用水热法制备了不同比例的Co3O4/MXene复合材料,研究表明,复合材料由纤维状Co3O4和多层Ti3C2组成。多层Ti3C2的层间穿插着部分纤维状的Co3O4,多层Ti3C2在一定程度上抑制了 Co3O4在充放电过程中的体积膨胀,并且具有较大比表面积,有利于界面反应的进行,Ti3C2良好的离子电导率,有利于锂离子的传输,其中比例为1:1的样品具有最优的电化学性能,在电流密度为0.1 A·g-1和5A·g-1时,首次放电比容量达到2245.9 mAh·g-1和885.6 mAh·g-1,并在5 A·g-1的电流密度下1000次循环后的比容量仍高达236 mAh·g-1。采用水热法制备了TiO2（B）@MXene复合负极材料,TiO2（B）纳米片将多层MXene包裹住的结构,大大提高了材料的结构稳定性,从而导致复合材料具有良好的电化学性能,复合材料在0.1 A·g-1和5A·g-1的电流密度下分别拥有822.36 mAh·g-1和371.75 mAh·g-1的首次放电比容量,在5 A·g-1的大倍率下循环2000次后仍有243.89 mAh·g-1的容量,电化学性能大大优于单一的TiO2（B）,表现出良好的循环稳定性和大倍率充放电性能。通过不同扫速下的CV曲线,计算出TiO2（B）@MXene复合材料具有明显的赝电容效应,在扫描速率为0.1 mV·s-1时,赝电容贡献率为79.66%。最后通过机械球磨法制备了 LiMnxFe1-xPO4/MXene（x=1,0.8,0.7）正极材料。研究表明,Fe掺杂和MXene复合均可提高材料的电化学性能,复合样品具有3.45 V和4.0 V两个充放电平台,随着Fe含量的增加,两个放电平台逐渐变长,放电比容量逐渐增大。电化学测试表明,样品LiMn0.7Fe0.3PO4/MXene具有最优的电化学性能,在0.05 C和2 C倍率下拥有159.81 mAh·g-1和80.81 mAh·g-1的首次放电比容量,倍率性能良好。