锂离子电池作为一种实用的储能技术,在如今便携式电子产品市场中占据着主导地位,当石墨作为锂离子电池的负极材料时,可提供为372 mAh g-1的理论比容量。然而随着人们对电池容量、循环寿命等需求的持续提高,固有的锂离子电池材料已经不能完全满足当前人们的要求,无法直接将碳基负极应用于需要高容量的大型电气设备。因此,开发新一代电池材料迫在眉睫。针对上述问题,本论文分别设计了由氮掺杂碳纳米管缠绕的一维磷化钻纳米棒和石墨烯负载二氧化锡纳米棒两种负极材料,主要内容如下:(1)运用自模板自催化策略,通过自制的单一前驱体和随后在惰性气氛中的热处理过程,制备了氮掺杂碳纳米管(NCNTs)缠绕的碳包覆CoP纳米颗粒嵌入一维(1D)多孔碳骨架的微纳复合结构(表示为CoP@CcPCF/NCNTs)。在该工作中,通过Co纳米颗粒催化g-C3N4转化,将CoP@C核壳结构与NCNTs结合起来,实现了 NCNTs在材料表面的同步生长。当作为锂离子电池负极材料时,在0.5 A g-1的电流密度下循环700圈后,可逆比容量可保持在712 mAh g-1。当以LiFePO4为正极材料组装成全电池时,可在0.2 Ag-1的电流密度下循环100圈,比容量约为113 mAh g-1。(2)将一维纳米棒前驱体与二维氧化石墨烯简单的复合与组装后,再通过一步退火处理与简单的溶剂热反应得到具备较大比表面积的二氧化锡复合石墨烯交联结构。这种独特的多尺度、多维和分级有序的结构设计使每个组分能够同时贡献其各自的优势。相较于单纯的二氧化锡负极材料,在可逆性、循环稳定性和倍率性能等方面均表现出更优异的性能。当电流密度为0.5 Ag-1时,循环300圈后,容量可保持在587.7 mAh g-1。