纳米科技取得的飞快进步以及它对各个领域的影响得到了世界的公认，从而确立了它在21世纪的战略地位。纳米材料和纳米结构的研究是纳米科技领域起步最早、成果丰富的领域之一，对制造业、信息技术、能源、环境、健康医疗、生物技术和国家安全等领域中纳米科技的应用起着举足轻重的支撑作用。高科技领域对具有优异性能的纳米材料的物相和形貌的同时控制，以及组装特殊纳米结构等的需求是牵引纳米材料向深、新层次发展的重要动力。数十年来，能够实现控制性地合成性能优异的储能纳米材料及其定向组装一直是无机化学、纳米化学、材料科学、物理化学和能源科学等领域的交叉研究的前沿热点。无机新型储能材料纳米结构的设计与可控合成已经作为新兴纳米材料和纳米结构学的重要而又崭新的分支及交叉科学之一，也将成为进一步设计和研发新型高效锂离子电池、镍氢电池、太阳能电池等能源领域的新方向。

　　为了保证纳米尺度范围的储能性能达到高电容，并且能实现体积更小柔韧性更好的储能电池制各（包括锂离子电池和镍氢电池），其关键在于储能电极材料的选择和合成，因此设计新的纳米组装储能材料将是纳米储能器件更高层次的设计研发要求。储能材料结构的性质不但与大小和形状有关，而且与其不同的组装体系也有关系。纳米组装体系的基本内涵是以纳米颗粒、纳米线和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系，其中包括纳米阵列体系，薄膜镶嵌体系等等。纳米颗粒、丝、管是有序的排列，而且组装而成的纳米结构材料不仅会继承其结构单元的特性，还可能具有纳米结构单元组合产生的耦合效应、协同效应等，这些特性不仅仅是设计和制造纳米器件的基础，也将是进一步设计和研发新型储能纳米材料的新方向。目前储能纳米材料组装结构的探索和研究还处于起步阶段，但初步研究已表明纳米组装结构可能具有优越的储能性能，同时实现制备方法简单且一步实现电极制各。因此，寻求合理的反应路线，对纳米储能材料物相和形貌进行同时控制并进行同步组装已经引起科学界的广泛关注。但是，控制性地合成高质量的具有高效储能特性的纳米结构单元的尺寸、单元相互作用以及组装情况，实现人工对储能能力大小的调控，使其具备探索新型储能纳米器件的研究基础，特别是，在纳米结构单元的尺寸影响和相互储能机制及它们与储能能力大小的关系的认识方面仍然存在许多不足之处。

　　本课题组成功地利用“纳米结构建筑学”的理念，围绕新型储能电极材料的纳米定向组装、性能探索和可能的应用开展了系统的研究，制备出具有高度稳定性和优良电化学性能的储能电极材料；同时从条件温和和经济实用的反应路线出发，实现了对储能电极材料的纳米定向组装与构建以及新物相储能电极材料的可控合成。充分研究了各种纳米结构组装储能设备的充放电性能，揭示储锂（或氢）和脱锂（或氧）的电化学特性，以实现提升锂离子电池和镍氧电池的综合性能体系；从理论和实验上结合的高度研究了其储锂脱锂或储氢脱氢机制，做到结构一性能之间的良性互动。