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在新能源领域研究中，锂离子电池成为研究的热点。然而锂离子电池电极材料在充放电的过程中，体积会发生明显的膨胀和收缩，同时也伴随产生高密度位错、宏观缺陷等。这些变化是导致电池容量衰减和寿命缩短的根木原因。虽然经过多年的研究，但是电极材料在充放电过程中结构和相的变化机理还不是很清楚，如何从根本上提高电池的充放电效率更是知之甚少，因此迫切的需要一种方法能从微观的角度实时地观察电极材料在充放电过程中的变化，对人们更深入理解电极材料电化学循环过程中的容量衰减本质及改性机制都有着重要意义。 本文通过水热合成，化学气相沉积和碳热还原法合成制备了Ag/MnO2、ZnO和SiC纳米线。结合X射线衍射、透射电子显微学、扫描电子显微学等方法对以上—维纳米材料进行了电子显微结构表征。通过在透射电镜中设计与搭建原位锂化平台，对Ag/MnO2、SiC和ZnO纳米线进行原位锂化实验，实时研究了纳米电极材料在充放电过程中微观结构和形貌的变化，并对锂化后的ZnO纳米线进行了原位力学性能研究和有限元模拟计算，论文取得的主要结果如下: 1、对两种不同形貌的Ag/MnO2纳米管进行了原位锂化实验发现，样品Ⅰ表现出较好的可逆特性，而样品Ⅱ可逆性差，对此做了相关的机理分析。同时对两样品做了宏观性能测试，测试结果和原位锂化实验所得到的结论一致，两者相互印证。 2、对ZnO纳米线进行了原位锂化实验，研究了ZnO纳米线在锂化过程中结构和形貌的变化，通过有限元模拟，对锂化过程中纳米线表面裂纹的形成做了相关的机理分析，同时通过对锂化后ZnO纳米线进行原位拉伸和弯曲实验发现，锂化后材料的拉伸强度、弯曲强度上都有明显的降低，断口表现为脆性断裂。 3、对SiC纳米线进行原位锂化实验发现，立方晶体结构的SiC纳米线具有良好的脱嵌锂特性，并对此做了相关的机理分析。由于SiC具有高强度、高硬度、高抗氧化性、高耐腐蚀性、高导热性和低热膨胀系数等特点，这些特点恰恰满足锂离子电池在极端恶劣的环境下工作的使用要求，本文对SiC纳米材料的原位锂化研究，对于未来制备SiC锂离子电池有着重要的意义。