锂离子电池作为一种环境友好型的二次电池,已逐渐从电化学储能领域中脱颖而出。而负极材料是锂离子电池重要的组成部分,它的选择性多,可塑性高。本文针对锂离子电池负极材料的容量低、倍率差和寿命短等特点,将高理论容量的锰基或锡基金属化合物和导电性良好的碳基材料复合在一起,再通过合理地设计复合材料的结构和控制材料的形貌,最终实现高效的锂离子储存。具体内容如下:（1）利用原位聚合和水热的方法设计了双层碳包夹MnO纳米颗粒的多层缓冲结构（HNC@MnO@NC）。内部氮掺杂的空心碳层（HNC）既可以提高复合材料的电子迁移速率,又防止了中间的MnO纳米颗粒相互聚集而失去锂离子的活性位点;而外部氮掺杂的碳层（NC）具有稳定的物理结构,使HNC@MnO@NC复合材料循环1000次后,放电比容量仍能达到820 m Ah/g（1 A/g）。（2）借助静电纺丝和高温还原的方法制备了氮掺杂碳纳米纤维（CNF）束缚的异质结MnO-Sn豌豆链（MnO-Sn@CNF）。该电极材料具有非常高的可逆容量（1 A/g,1000圈后容量保持率为98%）和杰出的倍率性能（5 A/g下447 m Ah/g）。CNF既可作为离子转移和电子传导的高速通道,又能抑制内部MnO-Sn充放电过程中的体积变化;而异质结MnO-Sn的稳定的界面区域缓解了锡基材料的结构变化,提高了电子的迁移速率。（3）通过静电纺丝和一步碳化的方式合成了空心的CoSnOx项链串（CoSnOx@CNF）。外层超薄的碳纤维缩短了锂离子的扩散距离,紧紧包裹在具有超高理论容量的CoSnOx立方的表面,形成了一维的核壳结构,既促进了锂离子的反应动力学,又限制了CoSnOx在反应过程中的微观结构变化。通过温度调控,400℃优化得到的CoSnOx@CNF-400在800圈之后仍能保持733 m Ah/g的放电比容量（1 A/g）。