由于具有能量密度高、循环寿命长、安全性能好等优点,锂离子电池被广泛地应用于电子产品和电动汽车等领域。然而,商业化的锂离子电池存在形状固定、可伸缩性差和难以微型化等缺点,不能满足日益增长的柔性化、微型化的新型电子器件的储能需求。此外,地壳中锂含量不丰富且分布不均匀,使得锂离子电池的成本急剧增加,大大地限制了锂离子电池在电网储能等大型储能领域的应用。因此,开发具备良好电化学性能的用于柔性化、微型化电子器件的锂离子电池和寻找可以替代锂离子电池用于大型储能领域的可充电电池亟待探索研究。相比于传统的电极材料,自支撑薄膜电极材料直接牢固地生长在集流体上,弯折时不易与集流体分离,可以在一定程度上改善传统涂布法难以制备柔性锂离子电池的缺点。此外,由自支撑电极材料制备的薄膜锂离子电池不但具有较高的能量密度和可靠的安全性,而且可以根据需求设计成任意形状。由于具有以上优点,薄膜锂离子电池更加适用于柔性和微型化电子器件的储能要求。另外一方面,与锂元素相比,钠元素在地壳中的储量更加丰富,低廉的成本以及相似的理化性质,使其更适合于电网储能等对能量密度和成本控制有较高要求的储能设备。近年来,钠离子电池的研究发展迅速。其中,由于具有成本低、结构稳定、形貌可控等特点,碳基材料是目前研究较多的钠离子电池负极材料。在碳材料中引入杂原子能有效调控碳材料的电子结构及理化性质,是提升碳材料储能性能的有效策略。为了适应锂离子电池柔性化、微型化的需求,本论文利用脉冲激光沉积系统制备了自支撑非晶SnO₂/TiO₂纳米复合薄膜,制备的纳米复合薄膜作为常规锂离子电池和准固态薄膜锂离子电池负极材料时,均表现出优异的电化学性能。为了开发电化学性能优异、安全、环保的钠离子电池负极材料,我们通过高温煅烧掺杂铁的ZIF-8前驱体,制备了铁、氮共掺杂的非晶纳米多孔碳材料,并探究了其作为电池负极材料的电化学性能。具体的工作内容主要包括以下两部分:1.自支撑非晶SnO₂/TiO₂纳米复合薄膜电极材料的制备及其电化学性能的研究。室温下,利用脉冲激光沉积系统交替沉积60 nm的SnO₂和10 nm的TiO₂制备了SnO₂/TiO₂纳米复合薄膜。制备的SnO₂/TiO₂纳米复合薄膜作为锂离子电池负极材料时具有优异的电化学性能,在电流密度为13.8μA cm^-2循环200圈后的比容量为175μA h cm^-2,同时表现出优异的倍率性能(电流密度为276μA cm^-2时的比容量为111μA h cm^-2)。此外,制备的SnO₂/TiO₂纳米复合薄膜应用于准固态薄膜锂离子电池中也表现出优异的电化学性能(在电流密度为13.8μA cm^-2循环200圈后的比容量为136μA h cm^-2)。优异的电化学性能归功于SnO₂/TiO₂纳米复合薄膜的特异结构,非晶结构可以缓冲应力变化,交替沉积的TiO₂层可以限制SnO₂层的体积膨胀。更重要的是,紧密堆积的薄膜结构可以避免SnO₂层的聚集。这些特性的多重协同作用使得非晶SnO₂/TiO₂纳米复合薄膜作为锂离子的负极材料时具有出色的电化学性能。2.铁,氮共掺杂非晶多孔碳材料的制备及其电化学性能的研究。通过高温煅烧铁掺杂的前驱体Fe-ZIF-8,制备了Fe,N共掺杂的无定形碳材料（Fe-N/C）,制备的Fe-N/C很好地保留了Fe-ZIF-8前驱体的形貌及多孔结构。通过改变煅烧时间制备了不同煅烧时间的无定型碳材料Fe-N/C-1和Fe-N/C-3,作为对比,制备了未掺杂铁的N/C-3。分别将Fe-N/C-1、Fe-N/C-3和N/C-3应用于锂离子电池和钠离子电池中,测试结果表明掺杂了铁元素且煅烧时间短的碳材料的电化学性能是最好的。在锂离子电池的测试中,Fe-N/C-1在电流密度为500 mA g^-1时循环500圈后比容量为915.7mA h g^-1。钠离子电池的测试中,Fe-N/C-1在电流密度为500 mA g^-1时循环500圈后比容量为249.7 mA h g^-1。优异的电化学性能归功于杂原子Fe和N的引入提供了大量的活性位点;非晶态结构缓冲了应力变化;ZIF-8衍生的碳材料保留了多孔结构及较大的比表面积,这有利于提高电化学性能。这些特性的多重协同作用使得铁,氮共掺杂的非晶多孔碳材料作为锂离子电池和钠离子电池的负极材料时,均表现出优异的电化学性能。