相比于商业化的锂离子电池石墨负极材料,Sn基和Si基材料具有很大的理论比容量,能满足大功率、大容量锂离子电池对负极材料的要求。但是,Sn和Si材料在充放电过程中会发生巨大的体积变化,引起电极材料的粉末化,从而导致其循环性能下降。同时,硅材料还存在导电性能差的缺点。这些缺陷严重阻碍了其商业化应用。目前,改性方法主要包括纳米化,薄膜化和复合化来解决。因此,本文合成了一系列锂离子电池Sn基和Si基负极纳米/微纳米复合材料,并采用多种表征手段对其储锂性能进行了系统深入的研究。(1)以铜粉作为基体,采用化学镀锡和氧化聚合制备了中间体PANI@Sn@Cu,对其热处理得到C@SnCu复合材料。测试表明,锡铜合金材料具有纳米核壳结构,分散性良好。相比于球磨法和煅烧法,化学镀法制备的锡铜复合材料表现出更好的储锂性能。(2)同样采用化学镀锡法,以铜箔作为基体,控制化学镀时间,制备了四种不同形貌的Sn-Ag薄膜材料。材料和电化学测试表明,SA-2具有合理的三维孔洞结构和良好的电化学性能,循环100周后可逆容量为583 mAh g-1且仍维持原来的结构。(3)采用溶剂热和NaBH4还原法分别制备了石墨烯、石墨烯@Cu2O和石墨烯@Sn材料。石墨烯@Cu2O材料中,石墨烯表面均匀地分布着10 nm左右的氧化亚铜颗粒。进一步以石墨烯@Cu2O作为中间体,经过氢气还原、化学镀锡和热处理制备了石墨烯@SnCu材料。与单纯的石墨烯和锡相比,石墨烯@SnCu和石墨烯@Sn表现出更优异的性能。这是由于石墨烯复合材料发生了协同效应,提高了负极材料的电化学性能。(4)以介孔SiO2作为前驱体,采用镁热还原和原位聚合制备了微纳米结构的SiOx-PANI-Ag复合材料。在镁热还原阶段调节SiO2/Mg的比例,可以有效地控制SiOx内部结构。SiOx(SiO2-1.8Mg)材料中5 nm左右的硅纳米晶体均匀地镶嵌在无定型的SiOx中,同时分布着3 nm左右的孔洞。得益于优越的微纳米复合结构,SiOx-PANI-Ag材料表现出良好的电化学性能,100周后可逆容量仍维持在1149 mAhg-1。