本论文针对Co₃O₄作为锂离子电池负极材料存在的循环性能较差,循环过程中体积效应大等缺点,采用碳复合和碳包覆的方法,研究了碳材料提高Co₃O₄锂离子电池负极材料电化学性能的问题,主要内容如下:（1）以离子液体为碳源,采用改性包覆、碳化的方法制备了核壳结构Co₃O₄-CoO/C复合材料。透射电镜显示Co₃O₄颗粒均匀的分布在碳材料中并形成界面接触紧密的包覆结构。这种优良的复合结构提高了Co₃O₄的电子导电性和结构稳定性,相较于没有碳包覆Co₃O₄电极,Co₃O₄-CoO/C复合材料电极的循环性能有了较大的提高。Co₃O₄-CoO/C复合材料电极在电流密度为0.1C时,50次循环后可逆容量为590mAh·g^-1,远高于没有碳包覆的Co₃O₄电极(200mAh·g^-1)。（2）以离子液体为碳源,采用碳热还原后氧化的方法制备了Co₃O₄/CNOs复合材料。结构检测结果显示纳米Co₃O₄颗粒均匀的嵌入洋葱形貌的碳材料,并部分暴露在电解液中。这种独特的嵌入式结构有以下优点:（1）有效的保证电解液与活性材料的接触,从而提高了锂离子的传输效率,（2）洋葱碳的存在有助于缓解复合材料在循环过程中的体积效应,（3）洋葱碳的存在有助于促进电子在材料中的传递。电化学性能测试显示,Co₃O₄/CNOs电极在电流密度为0.1C时,首次充电容量为1468mAh·g^-1首次放电容量为1093mAh·g^-1,首次库伦效率为74.47%。200次循环后可逆容量为672mAh·g^-1,库伦效率为99%,表现出较好的循环性能。（3）以离子液体为碳源,采用碳热还原-低温氧化法制备了Co₃O₄/C复合材料。结构检测结果显示结晶良好的Co₃O₄与碳材料均匀复合。这种Co₃O₄/C复合材料有以下优点:（1）Co₃O₄与碳材料的紧密接触保证了循环过程中复合材料的均一性,有助于提高复合材料的循环稳定性,（2）碳材料有助于促进复合材料的动力学特征,提高复合材料的电子导电率。电化学性能测试显示,Co₃O₄/C电极在电流密度为0.1C时,200次循环后可逆容量为868mAh·g^-1;在倍率为2C时,可逆容量为660mAh·g^-1。在电流密度为0.1C时,循环100次后,Co₃O₄/C的可逆容量在较为明显的衰退之后趋于稳定;EIS测试结果显示,在100次循环时,材料的电荷转移电阻明显增加之后趋于下降,表明由于Co₃O₄/碳复合材料的结构破坏导致了电极/电解液的接触需要重新建立,从而造成复合材料的电化学性能衰退。