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Fe3O4具有高比容量（924mAh/g）、较好导电性（σ=2×104S/m）、成本低、资源丰富和安全无毒等优势,是极具前景的锂离子电池负极材料。然而,Fe3O4负极材料在充放电过程中会发生较大的体积变化,导致较差的循环性能,阻碍了其在锂离子电池领域中的广泛应用。碳材料具有良好导电性和较好循环性能,与Fe3O4负极材料复合,有利于提高Fe3O4负极材料电子、离子传输速率以及结构稳定性。因此,Fe3O4/C纳米复合材料在锂离子电池领域中具有重要的应用价值。从改善Fe3O4负极材料电化学性能角度出发,本文通过水热方法及高温煅烧法成功制备出Fe3O4/C纳米复合负极材料（包括碳包覆Fe3O4纳米颗粒负极材料和碳包覆Fe3O4纳米颗粒/石墨烯负极材料）,探索了合成工艺参数对碳包覆Fe3O4纳米颗粒微观结构的影响以及石墨烯的引入对碳包覆Fe3O4纳米颗粒结构的影响。在此基础上,分别组装了锂离子电池对其电化学性能进行了探讨。对碳包覆Fe3O4纳米颗粒合成和电化学性能的研究表明:C/Fe摩尔比的增加对水热法制得的碳包覆Fe3O4纳米颗粒粒径影响不明显,但是对碳层厚度增加影响显著;反应物浓度增加使碳包覆Fe3O4纳米颗粒包覆结构由单个壳核结构逐渐过渡成石榴状结构。将碳包覆Fe3O4纳米复合材料用作锂离子电池电极时,C/Fe=10、反应物浓度0.050mol/L的样品在100mA/g电流密度下循环100周,可逆容量可保持在806.5mAh/g;在1500mA/g的电流密度下,仍可保持570mAh/g的可逆容量。通过水热法及高温煅烧工艺成功制备出碳包覆Fe3O4/石墨烯复合材料,所合成的碳包覆Fe3O4纳米颗粒粒径均一、分散性好,并能够均匀分布在石墨烯表层,形成三维多级复合材料。该碳包覆Fe3O4/石墨烯复合材料用作锂离子电池负极材料时,具有高可逆容量、优异循环性能和倍率性能。100mA/g电流密度下循环120周,可逆容量可保持在834.6mAh/g;在1500mA/g电流密度下,仍可保持590mAh/g的可逆容量。