锡基化合物的嵌锂容量由合金反应和转化反应贡献,合金反应较为容易进行,而转化反应较为困难,一度被认为是不可逆反应。有研究发现,当晶体颗粒具有极细的尺寸（<10 nm）和良好的导电性时,锡基材料的转化反应是可逆的,一个Sn原子对应的电子数由合金反应的4.4个增加至8.4个,理论比容量提高了91%。纳米锡易于团聚、熔点和重结晶温度较低、化合物导电性较差、转化反应需克服能垒较高等都是限制转化反应持续可逆的因素。要提高转化反应的可逆性,须针对以上问题优化,将活性物质相互分隔,避免团聚,同时改善材料的导电性,增加反应界面,避免活性材料失去电接触。增加锡基材料的分散程度是缓解体积效应的有效手段,从而提升锡基材料的循环稳定性,也有利于改善转化反应的可逆性,提高比容量。锡原子是电化学反应的最小单元,本文首次提出利用配位键分散活性物质,使Sn离子在原子尺度分散,以提高转化反应的可逆性。为验证这个设想,选择了三种具有代表性的有机物用于分散锡离子,分别是直链结构的乙基黄原酸（EtX）,具有环状共轭结构的三聚硫氰酸（TMT）和具有链状结构的聚合物聚乙烯亚胺黄原酸（PEX）,在室温下制备新型转化反应可逆的锡基负极材料。利用乙基黄原酸分散锡离子,室温下制备锡基-有机配合物乙基黄原酸亚锡（Sn（EtX）2）,并通过红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）、固体核磁（SSNMR）、元素分析（ICP-OES）等手段验证其结构。在材料生长过程中引入石墨烯制备了Sn（EtX）2-石墨烯复合材料（SEG）,通过对微分容量（dQ/dV）曲线、循环伏安（CV）曲线、X射线光电子能谱的分析,发现其转化反应具有良好的可逆性,400个循环后转化反应的容量保持率达82%。这表明此类结构锡基材料可以进行电化学反应且有利于转化反应进行。动力学上区分了电化学反应中锂离子的扩散行为和电容行为对容量的贡献,导电碳材料有助于提高电容行为所占的比例。通过恒电流间歇滴定（GITT）计算其表观锂离子扩散系数DLi在10-11 cm2 s-1左右。然而,当电流密度提高至500 mAg-1时,SEG的容量不断衰减,在高电流密度下的循环性能有待提高。三聚硫氰酸具有类似于苯环的结构,其共轭π键可提供离域电子,相较于乙基黄原酸更有利于电子传导,将有机物更换为TMT制备了三聚硫氰酸亚锡（Sn3（TMT）2）,并通过FT-IR、Raman、SSNMR、XPS、ICP分析等手段验证其结构。相较于Sn（EtX）2电极,Sn3（TMT）2电极的欧姆电阻（RΩ）和传荷电阻(Rct)分别降低至8.2Ωcm2和64.5Ωcm2。在未加入导电碳材料时,Sn3（TMT）2电极的转化反应可逆性较弱,仅持续了约30个循环,对转化反应而言颗粒间的导电性比配体结构更为重要。在材料的生长过程中引入碳纳米管（CNTs）增强颗粒间的导电性,制备了CNTs-Sn3（TMT）2（CST）复合材料,电极材料为3 nm左右的纳米粒子附着在CNTs表面,与自发成核相比,活性颗粒尺寸减小了10倍,缩短了锂离子的传输路径,提高了活性材料的可及度,缓解了体积效应。通过对dQ/dV曲线、CV曲线、XPS的分析,CST电极的转化反应同样具有出色的可逆性,在500 mAg-1的电流密度下,500个循环后可逆容量达713 mAh g-1,在1.0 Ag-1的高电流密度下500个循环后仍有511 mAh g-1。相较于SEG电极,CST电极在高电流密度下的循环性能提升明显,但循环寿命仍需进一步延长。利用链状聚合物PEX分散锡基材料,PEX含有大量的二硫代羧基可以使金属离子在原子尺度分散到聚合物中,制备了聚乙烯亚胺黄原酸亚锡-CNTs复合材料（PSC）。PSC电极的循环寿命进一步延长,在1.0 Ag-1的高电流密度下1000个循环后剩余容量达560 mAh g-1,这是由于链状聚合物具有一定的延展性和形变恢复能力,能适应锂离子嵌脱过程中的体积变化。通过对dQ/dV曲线以及循环后CV曲线、X射线能谱（EDS）、XPS等数据分析,发现PSC电极的转化反应同样具备出色的可逆性,活性物质在反应后没有出现明显团聚,并推测了反应的机理,有机基团的存在能有效阻隔锡元素的过分团聚。对比SEG、CST和PSC三种电极材料的优缺点并分析了导电碳材料的最佳负载量。有机物的引入会形成较多的固体电解质界面（SEI）膜,SEG、CST和PSC电极的首次库伦效率（ICE）分别为61%、56%、55%,较低的ICE也是后续研究要解决的问题之一。此外,转化型负极材料与锡基材料的转化反应机理相同,因而也面临着与锡基材料转化反应类似的问题,利用Ni2+、Co2+和Mn2+取代Sn2+,用制备CST的方法制备了转化型负极材料并具有出色的电化学性能,表明此类材料不仅适用于合金型的锡基材料,也同样适用于转化型材料。