SnO₂负极结构完整性的损坏与本身电子电导率差被认为是导致其容量衰减以及倍率性能差的起因。在本工作中,循环过程中严重的β→α锡相分离被证实与其容量衰减关系密切。为了应对这些挑战,本论文通过掺杂、特殊纳米结构设计及复合其他材料的改性方法,合成了不同纳米结构的SnO₂基复合材料并研究其电化学性能。同时,研究了掺杂剂以及纳米结构提升材料电化学性能的机制。具有高导电性的非晶透明的Nb掺杂SnO₂薄膜被合成。通过提升载流子浓度至3.02×10^-2020 cm^-3,最高氧化价态的Nb掺杂剂使得材料的电导率高达211.42S/cm。以20C的倍率(约30 Ag^-1的电流密度),6%原子比Nb掺杂的SnO₂薄膜负极能保持658 mAhg^-1的放电比容量,并且90周后当倍率回到0.1C时该样品的放电比容量为986 mAhg^-1。在电化学循环过程中,掺杂剂Nb与SnO₂之间强的相互作用被证实。最优掺杂量6%的Nb可以有效地抑制从β-Sn到α-Sn相的同素异形转变,并且样品比容量可以维持在982.7 mAhg^-1直到循环200周。同时,在循环过程中,Nb掺杂的非晶SnO₂薄膜结晶成了金红石结构,这有利于释放电极材料在电化学反应中嵌锂脱锂产生的应力。循环性能的提升与Nb⁵⁺的稳定存在紧密相关,Nb⁵⁺的稳定有利于维持SnO₂材料高的电子电导率。最终,6%原子比Nb掺杂的SnO₂薄膜样品结构没有出现裂纹,且在200周循环内都有着较低的电荷转移阻抗。采用静电纺丝与水热法制备出了一种SnO₂纳米管@Nb掺杂TiO₂纳米柱复合材料。SnO₂纳米管具有中空结构,有利于电解液的充分渗透。Nb掺杂TiO₂纳米柱均匀地覆盖在管表面,在循环过程中相当于一层坚实的外壳,有效抑制了SnO₂纳米管的体积膨胀,维持结构的稳定,从而提高了其可逆比容量及循环稳定性。此外,彼此搭接交错的纳米柱构建起了良好的电荷传输网络,以5 C的倍率,最优参数的样品能保持644.9 mAhg^-1的放电比容量。