在众多能源存储设备中,锂离子电池极具发展前景。材料结构的设计、电极片的制备以及电池的组装过程等众多因素对锂电池性能均会产生较大的影响。其中粘结剂作为锂离子电池电极片中的重要组成部分,能将导电炭黑、电极材料颗粒和电极集流体有效连接,保证涂膜的均匀,并在充放电过程中对正负极材料的体积变化起到缓冲作用,因此,其选择对于锂电池的电化学性能影响显著。另外,电极材料的结构设计亦是影响电化学性能的关键因素之一。例如,异质结构的构建,一方面有利于缓冲电极材料的体积变化,提高复合材料的稳定性,另一方面有利于提供更多的锂离子存储位点,实现锂离子的快速传输,发挥组分间的协同作用,提高锂电池的电化学性能。包覆导电高分子层也是目前研究的热点。此类方法有利于解决纳米粒子的集聚问题,增加电极材料的导电性和保证充放电过程中材料结构的稳定性。本论文基于独特纳米片结构的三氧化二铁（α-Fe₂O₃）和较高理论容量的二氧化锡（SnO₂）为研究对象,采用两步水热法设计合成一种新颖的雪花状α-Fe₂O₃/SnO₂纳米异质结构复合材料,并将异质结构复合材料与碳材料复合制成三元复合材料,利用各材料的结构优势来提升电化学性能。具体的研究内容为:1.粘结剂对于电池容量、循环寿命、内阻等起着重要影响。本论文探究了水溶性粘结剂羧甲基纤维素钠（CMC）和油溶性粘结剂聚偏氟乙烯（PVDF）对α-Fe₂O₃纳米片的电化学性能影响。结果表明,选用CMC,在电流密度100 mA·g^-1时,α-Fe₂O₃的首圈放电比容量达到1372.6 mA h·g^-1,首圈库伦效率为72.3%,循环和倍率性能更优。并且,循环50圈后的容量达到402 mAh·g^-1,库伦效率达到近98%。而选用PVDF,α-Fe₂O₃在循环50圈后可逆容量只有177mAh·g^-1。但是,单组分α-Fe₂O₃循环稳定性不理想。2.通过两步水热法合成了一种新颖的雪花状α-Fe₂O₃/SnO₂纳米异质结构复合材料。与单组份α-Fe₂O₃相比,该复合材料的循环、倍率性能上均有提升。在电流密度100 mA·g^-1循环200圈后容量能达到650 mA h·g^-1,库伦效率达到99.5%。结果表明,两组分间良好的协同作用,有利于锂离子、电子在电解液与材料之间的扩散和传输。此部分对于二元氧化物复合负极材料结构设计,以及储能材料的机理研究有着重要的参考意义。3.基于对α-Fe₂O₃/SnO₂复合材料的结构设计、性能和导电性分析出发,直接在α-Fe₂O₃/SnO₂复合材料表面包覆一层导电高分子聚吡咯合成三氧化二铁-二氧化锡-聚吡咯（α-Fe₂O₃/SnO₂/Ppy）复合材料。电化学性能测试表明,经聚吡咯包覆后材料的循环稳定性、倍率性能均有所提高。其在电流密度100mA·g^-1循环120圈后,容量能稳定在521.4mAh·g^-1,库伦效率达到99.2%。导电高分子包覆的方法对提高复合材料的导电性、保证材料结构稳定性、提高负极材料的储锂性能表现出积极的效果。