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近年来,金属磷化物作为锂离子电池电极材料因其储锂容量大、极化电位低、循环寿命长受到了研究者极大的关注。特别是磷化铜,其体积容量是商用石墨烯的4倍,应用前景巨大。与其他金属氧化物作为锂离子电池负极材料类似,金属磷化物在嵌锂/脱锂过程很容易引起的自身体积膨胀,导致电池容量衰减。研究表明,一方面制备出特定形貌的、尺寸均一的电极材料可以提高材料的电学性能,另一方面,和高导电性、高热稳定的碳基材料复合也是行之有效的方法之一。石墨烯因其独特的二维结构,使其拥有优异的电子传导性、热稳定性及结构柔性。虽然自身作为锂电子负极材料有诸如较大的不可逆容量、电池容量衰减大、较低的库仑效率等缺点,但作为复合物的基体材料,已被证明能够极大的提高复合材料的循环性能。与金属磷化物复合,石墨烯能够为磷化物纳米粒子提供稳固的锚定点,石墨烯巨大的比表面积、优良的电子传导能力、结构的柔性能够阻碍纳米粒子体积膨胀和团聚,同时,纳米粒子能够增加石墨烯片层间距,减少石墨烯片堆聚,从而提高其电化学性能。所以,石墨烯与Cu3P纳米粒子形成复合材料能够协同的提高材料电化学性能。本课题利用水热/溶剂热法,成功的合成了一些特殊形貌的Cu3P纳/微米材料和Cu3P/石墨烯复合材料,并通过对条件实验和结果的分析,初步探索了它们的生长过程和材料的电化学性能。本课题主要进行了以下几个方面的研究:(1)用硫酸铜(Cu SO4·5H2O)和白磷(P4)作为反应物,在EDTA-2Na和PEG-10000的共同调控下,利用水热法成功地制备出形貌和尺寸均一磷化铜空心球。产品的物相、尺寸和形貌分析采用X-射线衍射花样(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)进行。测试结果表明,所得磷化铜具有良好的结晶度,为纯的六方晶相,且形貌均一。最后,Cu3P空心球作为锂离子电池的负极材料,其电化学性能测试结果表明初始放电容量达到了947.4 m A·h/g,循环10次后,仍能维持224 m A·h/g。这种较高的放电容量可能与纳米晶的尺寸和空心结构有关。(2)采用DMF作为溶剂、以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂,利用溶剂热法成功地制备出Cu3P纳米管。产品的物相、尺寸和形貌利用XRD、EDS、FE-SEM和TEM进行了表征。测试结果表明,所得产品具有纯的六方相结构,并且具有良好的结晶度,产品的形貌为均一的纳米管。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对Cu3P纳米管形貌的形成发挥了关键的辅助作用。最后,通过一系列的条件实验,得出合成的最佳温度和时间分别为180℃和16 h。同时,对所得产品生长机理也做了初步的探讨。对纳米管的充放电测试结果表明其初始放电比容量高达1078 m A·h/g,并且20圈后仍能维持600 m A h/g以上。(3)在CTAB的辅助下,使用简单的溶剂热法制备出磷化铜/石墨烯复合材料,通过XRD、EDS、FE-SEM、TEM等表征手段得出,制备的Cu3P为结晶度高的六方晶相结构,其形貌为粒径约80~120 nm的六边形。对复合材料的电学性能测试结果表明其初始放电容量高达1244.69 m A·h/g且循环100次后仍能维持600 m A h/g以上。实验中对CTAB的作用及复合的形成过程做了简单的讨论。