由于锂离子二次电池的循环稳定性能比较好、能量密度比较高、自放电性很小,且其没有记忆效应、对环境的污染程度很小,因而在现代生活中应用广泛。碳基材料是商业锂电负极主要材料,理论计算的比容量为372 mAh g^-1,而随着电动汽车（EV）和混合电动车（HEV）的发展,现有锂电的比容量和循环稳定性已无法满足他们的要求。因此,开发具有高的比容量,更优异循环稳定性的锂电负极刻不容缓。新型负极（Ge和Sn）由于在理论上有较高的容量而引起科学家的重视,可是这些新型材料在脱出和嵌入锂的时候会发生较大的体积变化,反复的体积变化使活性材料破碎,从集流体片上掉落,因而循环稳定性较差。鉴于此,我们需要对这些材料进行一定的改性来提高循环稳定性。本文根据研究者的研究基础,设计合成了三维碳负载的纳米Na₂Ge₄O₉和纳米SnS₂的复合材料,由于三维碳材料能够提供更大的体积膨胀空间并且具有优异的导电性,得到的复合材料的循环稳定性以及倍率性能都有明显的提高。本论文取得如下主要实验结果和结论。1.采用简单的NaCl模板法成功制备了三维碳膜镶嵌Na₂Ge₄O₉颗粒的材料。碳膜的厚度为3-4 nm,负载Na₂Ge₄O₉的粒径为10-20 nm,由于其特殊的构成和独特的结构,在恒电流充放电测试中表现出优异的性能。复合负极在200 mA g^-1电流下,循环100次后,比容量维持在820 mA h g^-1,是最初容量的87.5%。复合后的材料同时具有很好的倍率性能,甚至在20.0 A g^-1的超大电流下,仍可以维持很高的可逆容量(521 mA h g^-1)。在1.0 A g^-1和2.0 A g^-1的大电流下,循环1000次以后,所得材料容量维持在80%以上。锂电性能提高的原因为独特的结构以及Na₂Ge₄O₉和三维碳材料的共同作用,三维碳提供较好的电子传递途径。2.通过煅烧生物质材料细菌纤维素来制备了纳米碳纤维构成的三维碳网结构。储锂性能的结果证明水热法制得的SnS₂多级结构改性三维碳网负极的循环性能优异,在10.0 A g^-1和20.0 A g^-1超大电流密度下循环1500次之后,电池比容量保持在400 mA h g^-1以上。此外该材料还可以作为钠离子电池负极材料。突出的循环稳定性归因于三维网状结构碳纤维提供大的体积膨胀空间和连续的电子传输通道的效应。