过渡金属氧化物的理论比容量是商用石墨负极的2～3倍,并具有良好的安全性,因此被认为是极具应用潜力的负极材料之一。在过渡金属氧化物负极材料中,Fe3O4和SnO2都具有较高的理论比容量,分别为926 m Ah/g和1494 m Ah/g。但是它们在Li+嵌入/脱出的过程中会出现较大的体积变化,Fe3O4的体积膨胀为100%,而SnO2的体积变化更加剧烈,可达300%,导致锂离子电池无法实现长循环和快速的充放电,制约了它们的商业化应用。高度有序的Fe3O4和SnO2一维纳米结构,不仅为它们在电化学过程中出现的严重体积变化提供足够的缓冲空间,还兼具大的比表面积、有序的电子传输通道和短的锂离子扩散路径等优点,有望解决Fe3O4和SnO2负极材料的应用难点,推动其商业化应用。制备具有纳米柱阵列结构的Fe3O4和SnO2负极材料,探究它们的电化学性能具有现实意义。基于此,本论文主要研究内容及结果如下:（1）采用脉冲激光沉积技术结合超薄双通阳极氧化铝模板制备了高度有序的Fe3O4和SnO2纳米柱阵列。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和扫描透射电子显微镜等方法对制备所得的Fe3O4和SnO2负极材料进行了形貌、元素组成和微观结构表征,研究结果表明,制备所得的纳米柱排列高度有序,且元素组成无其他杂质。此外,纳米柱在Cu箔集流体上的生长模式为外延生长,晶体结构匹配良好,界面清晰。（2）将高度有序的Fe3O4纳米柱阵列用做锂离子电池负极材料,对其电化学性能进行分析。研究结果表明,Fe3O4纳米柱阵列负极材料具有稳定的长循环性能。它的放电比容量在第400次循环时仍能保持在350 m Ah/g左右。除此之外,它还具有出色的倍率性能。在60 C的超高电流密度下,它的放电比容量约为312.5 m Ah/g,且当电流密度降低至2 C时,放电比容量可以恢复至550.6 m Ah/g左右。分析认为,其良好的电化学性能可归因于排列有序的纳米柱阵列结构,以及纳米柱阵列与Cu箔集流体之间紧密的界面结合。（3）将高度有序的SnO2纳米柱阵列用做锂离子电池负极材料,对其电化学性能进行研究。结果表明,它不仅具有优异的长循环性能,还具有极佳的倍率性能。在2000-6500次循环中,它的放电比容量一直稳定在313 m Ah/g左右,未见衰减。此外,在64 C的超高倍率下,依然保有277.8 m Ah/g左右的放电比容量,且在电流密度降低到2 C时,放电比容量可恢复至670 m Ah/g左右。研究认为,高度有序的纳米柱阵列结构能有效缓解SnO2在充放电过程中发生的巨大体积膨胀,可以保持纳米结构的完整性,极大地提高了其电化学性能。