金属锡与锂可以形成锡锂合金负极材料,其理论重量比容量为994mAh/g,是石墨材料的2.6倍左右(二氧化锡重量比容量为790mAh/g),因此锡基材料作为新型锂离子电池负极材料越来越受到研究人员的关注。但是,由于锡基负极材料在充放电前后体积变化有3倍左右,在反复循环的过程中非常容易由于体积膨胀作用使得金属锡晶格损坏或粉化,导致实际比容量急剧下降。为了能够缓解和克服锡基材料的体积变化导致循环性能的下降,本论文设计了两种特殊结构的碳/锡基复合材料,期望碳素材料对锡基材料进行体积上的束缚和限制,提供一定的物理缓冲“区域”,主要内容如下：1.本文将锡基负极材料填入碳纳米管管腔内,制备了碳纳米管/锡基复合材料。通过水热的方法,将多壁碳纳米管的纯化开管和锡基纳米颗粒的生成同时进行,利用毛细管现象,将锡源直接填充入碳纳米管管腔内,形成碳纳米管/锡基复合材料。利用碳纳米管良好的导电性能和对锡源材料的束缚作用,缓解锡基负极材料在充放电过程中的体积膨胀效应,提高其电化学性能。2.本文设计了一种特殊的双层空心结构的碳/二氧化锡复合材料。利用空心二氧化锡微球的内部空心结构和碳-二氧化锡之间的外部空心结构,使得锡基材料在充放电过程中有双层物理缓冲区域。同时,这种特殊的双层空心结构使得每一个二氧化锡微球独立成为一个“负极材料微区”,避免锡基材料由于体积膨胀后相互挤压而粉化。本文利用这种特殊的结构,提高锡基材料的电化学性能。