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能源问题是世界各地共同关注的热点和焦点难题。高效、环保的锂离子电池已成功应用在移动便携式电子设备、电动汽车等诸多领域。然而对锂电性能起至关重要作用的负极材料(商业化石墨)在反复充放电过程中存在可逆容量低的弊端,而过渡金属氧化物通常具有较高的比容量,可以弥补石墨低可逆容量的缺点,因此成为近年来的研究重点。然而,单一组分的过渡金属氧化物通常存在循环稳定性差、颗粒团聚严重等缺点,而通过与高导电性碳和电化学非活性金属氧化物的复合,是一种有效解决上述问题的途径。但是,传统的制备方法过程通常较为复杂,因此,通过简单高效的方法合成可协同提高储锂性能的复合负极材料具有一定的挑战性。水滑石作为一类新型复合功能型层状材料,最近几年在众多领域的理论研究和实践应用方面迅猛发展。本文利用高温热解手段处理水滑石类化合物前体,成功合成两种复合金属氧化物材料(CoO/Co3O4/N-C/Al203、 Co2SnO4/CO3O4/Al2O3/C),可以显著提高锂离子电池负极电化学性能。论文的核心内容和创新点如下：(1) COO/CO3O4/N-C/Al2O3复合物的制备及其储锂性能研究：通过成核-晶化隔离法制备出CoAl-LDH前体,将其与三聚氰胺按1:3物理混合研磨得到CoO/Co3O4/N-C/Al2O3纳米复合材料。该复合材料与mCoO/Co3O4和mCoO/Co3O4/Al2O3在作为锂离子电池负极材料时相比,具备较高的可逆充电比容量、较长的循环寿命及较稳定的倍率性能。其电化学性能的改善关键源自于如下特征：(i)双活性组分CoO/Co3O4的协同效应有利于提高可逆容量;(ii)掺杂有氮元素的碳基底有利于提高导电性；(iii)N掺杂的C和非活性Al203可以缓冲循环过程中引起的体积膨胀；(iv)水滑石层板离子的限域效应导致活性与非活性组分之间均匀分散。(2)Co2SnO4/Co3O4/Al2O3/C复合物的制备及其储锂性能研究：由于水滑石层间的阴离子具有可调变性,可以用阴离子型月桂酸钠盐(LA-)替代碳酸根(C032-)插层到水滑石CoAlSn-LDH层间,合成出CoAlSn-LA--LDH前体, 经过惰性气氛和氧化气氛分步焙烧后得到Co2SnO4/Co3O4/Al2O3/C纳米复合材料。电化学性能测试结果表明该复合物在电流密度100 mA g-1时循环100次比容量能够保持在1170 mA hg-1。 Co2SnO4/Co3O4/Al2O3/C复合物的优势在于：(i)双活性Co2SnO4/Co3O4在充放电过程中多电子转换反应和合金化反应同时发生,使可逆容量显著提高；(ii)微量非活性Al203在不影响比容量的前提下有助于提高活性组分分散性,同时与高温热解自还原生成的导电性碳起到缓冲充放电过程应力变化的作用。此外,通过调节水滑石层板阳离子以及层间阴离子的种类和数量,可以将此合成方法扩展到制备其他复合氧化物、硫化物或磷化物。这些复合材料在锂离子电池领域当中具有很好的发展潜力。