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静电纺丝是一种制备纳米碳纤维的重要技术,所制纳米碳纤维具有直径小、导电性好、机械柔韧性好等优点,是一种优异的锂离子电池负极材料。以有机聚合物和重质油为原料,通过静电纺丝技术制备纤维复合材料,有望在得到高性能锂离子电池负极材料的同时,为重质油的高附加值利用开辟一条新途径。本论文基于分子设计的理念,利用静电纺丝技术,制备了ZnO/碳复合纤维、ZnO/沥青碳/碳纤维复合材料及层状沥青基柔性复合碳材料。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等多种表征手段对材料的结构进行了分析,将所制材料用作锂离子电池负极材料,并对其电化学性能进行了系统考察,探究了材料结构与电化学性能的内在关联。主要研究内容及结论如下:1、以聚丙烯腈（PAN）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）及二水乙酸锌为原料制备ZnO/碳复合纤维。ZnO颗粒位于纤维表面,并被一层23 nm厚的超薄碳层包覆。该碳层可缓解锂离子嵌入脱出导致的ZnO体积膨胀及粉化脱落,有效提升了材料的电化学性能。二水乙酸锌和PAN、PVP混合聚合物的质量比为1:1:1时,所得样品ZnO/PP-0.5表现出最佳的电化学性能,在100 mA?g-1的电流密度下,循环100次后仍有723 mAh?g-1的可逆比容量。2、在含有二水乙酸锌的PAN纤维上滴加沥青甲苯溶液,再经热处理制得ZnO/沥青碳/碳纤维复合材料。研究发现,加入适量的沥青能够使ZnO/碳纤维形成三维导电网络结构,有效提升材料的导电性,从而使其电化学性能得到明显提升。但过量的沥青会堵塞纤维间的缝隙,不利于电解液的浸入及锂离子脱嵌。ZnO、碳纤维及沥青碳形成的三维导电网络结构使其具有高的比容量和优异的导电性能。沥青和纤维的质量比为1:1时,所制样品在200 mA?g-1的电流密度下,循环200次后仍有700 mAh?g-1的可逆比容量。3、在脱油沥青的甲苯溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮和乙醇,通过静电纺丝混纺得到类串珠结构的纤维。通过静电纺丝,PAN纤维、混纺纤维交替纺丝可制得层状沥青基柔性复合碳材料。研究结果表明,脱油沥青的加入提高了材料的导电性,且材料的层数越多,储锂效果越好。五层结构的材料在100 mA?g-1的电流密度下,循环100次后仍有509mAh?g-1的可逆比容量。