石墨烯由于具有电导率高、比表面积大、力学性能好等优点被认为在碱金属离子电池领域有很大的发展前景。为了解决石墨烯电极在应用过程中出现的团聚问题,通常将其与其它活性材料进行复合,可以在提高容量的同时维持较好的循环稳定性。本课题选用SnS2作为第二组分,以水热法为主要制备方法,合成了具有不同形貌的SnS2/rGO复合材料,并将其用作碱金属离子电池的负极材料,测试了它在锂离子电池和钠离子电池中的电化学性能。主要研究内容如下:(1)以改良的Hummers法制得的GO作为碳源,PEG400作为结构导向剂,通过两步水热过程合成了具有花状形貌的SnS2-rGO复合材料。在GO浓度为1.5 mg mL-1时,SnS2-rGO-1.5在锂离子电池中以0.1 A g-1的电流密度循环120次之后,容量为648.7 mAhg-1;在钠离子电池中,在50 mA g-1的电流密度下循环150次之后,可逆比容量为84.2 mAh g-1。为进一步提高SnS2电极在充放电过程中转换反应的可逆性,通过低温碳沉积技术在上一部分实验的基础上合成了花状SnS2/C-rGO三元复合材料。在锂离子电池中,三元复合材料同SnS2-rGO-1.5一样,循环时都经历了容量活化过程,第90次可逆放电比容量达到952.8 mAh g-1(0.1 A g-1),电化学性能的提升是石墨烯与碳层的引入使得转换反应可逆性增强的结果。在钠离子电池中,在50 mA g-1的电流密度下循环100次之后,SnS2/C-rGO的比容量为198.4 mAh g-1,对应的容量保持率为46.88%,虽然容量同SnS2-rGO-1.5相比有一定的提升,但远远无法到达商业化的目标,这主要是由于钠离子嵌入时引起的更大的体积变化导致材料的结构受到破坏所致。(2)为了缓解SnS2的体积效应对材料容量的影响,通过简单的一步溶剂热法合成了纳米颗粒状SnS2-GNS复合材料及SnS2和GNS对比样。在溶剂热过程中,石墨烯的引入可以诱导SnS2纳米颗粒的生成,形成SnS2纳米颗粒附着在石墨烯纳米片层上的三维网状结构。在锂离子电池中,0.8-SnS2-GNS在0.1 A g-1的电流密度下循环150次之后,比容量达到了1250.8 mAh g-1,且库伦效率接近100%,明显优于其它文献报道过的SnS2基负极材料。在钠离子电池中,0.8-SnS2-GNS在50 mA g-1的电流密度下,循环100次之后,容量达到了 510.2 mAh g-1。另外通过对材料在不同扫描速率下的CV图像进行分析,发现赝电容对材料容量的贡献很大。(3)为进一步提高材料的倍率性能,通过构建异质结构来提高材料的电导率。通过一步共沉淀法和简单的溶剂热方法合成了立方状SnS2/Co3S4-rGO 复合材料及 SnS2/Co3S4、SnS2、SnS2-rGO 等对比样。在锂离子电池中,40-SnS2/Co3S4-rGO在0.1 A g-1的电流密度下循环140次之后,可逆充电比容量为1315.5 mAhg-1。如此高的容量主要是由于石墨烯的储能以及材料的异质结构造成的,异质结构中存在的电场可以加速离子的传输,同时异质界面还可以有效的固定充放电过程中的中间产物,防止硫化物与电解液反应,从而提高材料的可逆性。在钠离子电池中,40-SnS2/Co3S4-rGO在0.1 A g-1电流密度下循环了 100次之后,具有984.3 mAh g-1的充电比容量,容量保持率达到75.19%,并且当电流密度达到10 A g-1时,电极材料仍具有392.9 mAh g-1的容量,且充电时间小于3分钟,证明材料具有杰出的电化学性能,有利于推进钠离子电池的商业化应用。