锡基材料,尤其是二氧化锡和锡负极材料,因其高的比容量、形貌易控、来源广等特点受到了锂离子电池工作者的广泛关注和深入研究。然而研究发现,锡基材料面临着由于充放电过程中体积变化大、导电性差等问题导致的循环稳定性差及倍率性能不佳的问题,限制了它们的实际应用。针对循环稳定性较差的问题,人们通常从材料结构设计出发,设计具有中空形貌的结构,中空结构能够有效缓冲材料的体积膨胀,可在一定程度上解决循环差的问题。氮掺杂的碳材料因其离子电导率高、化学稳定性良好、机械强度高等优点被广泛用作包覆材料来对金属或者金属氧化物负极进行改性。结果表明碳材料能够有效改善材料的倍率性能。综合以上解决方法,本文分别设计了二氧化锡、锡与碳的复合材料,具体研究工作如下：1、合成了一种以SnO2实心球为核,氮掺杂碳为壳的蛋黄-壳结构的SnO2@void@NC复合材料。其中,作为核的SnO2实心球提高材料的能量密度,氮掺杂的碳壳提高材料的导电性,核与壳之间的空腔可以有效缓冲SnO2在充放电过程中的体积变化。SnO2@void@NC复合材料作为锂离子电池负极材料表现出良好的循环性能和高的比容量,循环100周后比容量保持在973mAh·g-1。此外,本材料还展示了较为优异的倍率性能,当电流密度增加到500mA·g-1和1A·g-1,材料的容量保持率分别为81.27%和58.31%。2、采用限域合成法制备了一种在具有介孔结构的氮掺空心碳(NMHCS)内封装Sn颗粒的Sn@NMHCS复合材料。在合成的复合材料Sn@NMHCS中,氮掺杂的空心碳在提高材料导电性的同时为Sn预留膨胀空间,使Sn的体积膨胀得到缓释,从而确保材料与集流体接触良好,提高材料的电化学性能。结果表明,Sn@T-NMHCS在电流密度为200mA·g-1下循环40周后,比容量保持为565mAh·g-1。