近年来,功能复合材料凭借可集多种优势性能于一体的特点,引起了人们的广泛关注。在机械、电器及航空航天等领域,由于其同时具有机械承载和电能存储的能力,可避免因支撑结构与储能装置共存而引起的设备复杂化问题。其中,承担电储能任务的材料以二次电池中应用最为广泛的锂离子电池材料为主,因此提高功能复合材料的储锂特性具有重要的现实意义。石墨是最受欢迎的锂离子电池负极材料之一,随着电子设备的功能日趋繁多,较低的理论容量(372 mAh g^-1)已不能满足当前的市场需求。相比之下,金属锡（Sn）的理论容量可达990 mAh g^-1,约为石墨的2.67倍,其作为功能负极储能材料时形成的Li_4.4Sn合金相具有广阔的应用前景。然而,以Sn作为功能负极储能材料时,充放电过程中会发生巨大的体积膨胀（>360%）,导致结构发生不可逆性崩塌,容量迅速衰减,最终造成Sn材料的实际应用受到了严重限制。基于上述问题,本论文以提高Sn基功能复合材料储锂性能为研究目的,通过调整药品使用配比及制备方法控制其形貌结构和组成成分,同时引入Sn基盐类材料、制备Sn基多孔碳膜氧化物以及探究Sn碳布复合材料合成方法等手段提升产物的电化学性能。此外,通过XRD、TEM等表征及测试方式,对样品的组成成分及形貌特征进行分析,利用电化学工作站及电池性能测试仪对电池的循环倍率性能进行测试。主要的研究内容与结论如下:1.一维SnC₂O₄材料的制备及电池性能研究:通过常温反应搅拌法,一步合成一维SnC₂O₄材料。通过控制Sn源用量来调整样品形貌从而得到不同结构的材料。基于形貌上的特殊性-径向距离较小,其在充放电过程中将发挥极大的作用,从而在很大程度上提高了电子传输效率。该材料应用于负极电极材料时,在电流密度为0.1 A g^-1下,经过100次循环后仍然能保持462 mAh g^-1以上的容量,经过了230次长周期循环以后,库伦效率接近100%,容量可以达到349.3 mAh g^-1;此外,即使在2000 mA g^-1的高电流密度下,SnC₂O₄材料仍可获得335.5 mAh g^-1的放比电容量,更加证明了材料优异的电化学性能。2.多孔结构Sn基氧化物复合材料的制备及电池性能研究:以一维SnC₂O₄材料为前驱体,经常温反应搅拌与高温热处理相结合的方法获得最终产物SnO₂@C复合材料。表层碳膜一方面提高了锂离子的插嵌能力,另一方面提高了复合材料的导电性,同时提供了缓冲空间,再凭借SnO₂材料本身高达1492 mAh g^-1的理论比容量,当该材料应用于LIBs负极时,在电流密度0.1 A g^-1下经过100次循环后,复合材料的比容量保持在659.4 mAh g^-1,循环120周之后,SnO₂@C复合材料的容量仍未发生明显下降,放电容量为648.7 mAh g^-1,当调整电流密度为2000 mA g^-1时,平均放电容量为507.2 mAh g^-1,在500 mA g^-1的电流密度下复合材料经过500周循环后,放电比容量依然能达到448.3 mAh g^-1。SnO₂材料与表层碳膜间的协同效应在SnO₂@C复合材料的优异储锂性能方面作出了极大的贡献。3.一体化Sn/CC复合材料的制备及电池性能研究:通过电化学沉积的方法,原位制备出以碳纤维布为基体的Sn/CC复合一体化电极材料,该制备工艺具有操作简单,效率高等优势,与制备常规电极材料过程相比,省去导电剂及粘结剂的加入,使得Sn粒子与碳纤维布牢固结合,将Sn基材料的高理论容量和碳材料优异的导电性能相结合,作为锂离子电池负极材料时,较Sn单质材料具有更好的循环稳定性,较碳材料具有更高的容量,当电流密度为100 mA cm^-2时,经过100次循环后,放电容量可维持在2.23mAh cm^-2,更重要的是,作为结构锂离子电池负极材料,该值(431.5 mAh g^-1)也几乎是T300纤维容量(10次循环时为130 mAh g^-1)的3.3倍,在2000 mA cm^-2的高电流密度下,也可获得1.18 mAh cm^-2的放电容量。