现有商业锂离子电池主要采用石墨作为负极材料,其低的理论比容量(372 mAh/g)难以满足未来高能量密度锂离子电池发展的需求。因此,开发新型高安全、高能量密度、高倍率性能和长循环寿命的锂离子电池负极材料,已成为目前研究的热点。金属氧化物负极材料由于储量丰富、环境友好、较碳负极材料具有更高的比容量和更安全的脱嵌锂电位,是非常有潜力的锂离子电池负极材料。但是,金属氧化物负极材料普遍导电性较差,首次不可逆容量高,循环时体积膨胀较大,严重影响了其倍率性能、首次库伦效率和循环稳定性,制约了其实际应用。为了提高金属氧化物的电化学性能,本文以金属氧化物NiO和SnO2为研究对象,研究了复合化对其结构、形貌及电化学性能的影响和机理。通过 CO2 气氛球磨 NiO 和 LiH(NiO-xLiH,x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)的混合物,本文成功制备了含Li2C03非晶复合层包覆的纳米晶NiO负极材料,系统研究了其成分、结构、形貌和电化学性能。结果显示,所得NiO-xLiH样品的主要成分为NiO和含有Li2C03、NiC03和NiC2O4的非晶层,非晶层均匀包覆在NiO纳米颗粒(粒径<15nm)表面。电化学测试发现,NiO-0.4LiH样品具有较好的综合性能,包括长的循环稳定性和好的倍率性能,在100 mA/g的电流密度下,经过500次循环后,充电比容量始终保持在～770 mAh/g,容量保持率为100%,而原始NiO经过200次循环后的容量保持率仅为48.3%;当电流密度增大至2 A/g时,其充电比容量为530 mAh/g,远高于原始NiO在相同倍率下的容量(393 mAh/g),而当电流密度回复至100mA/g时,所得样品的充电比容量可以迅速回复至～770 mAh/g。机理研究表明,NiO颗粒纳米化有利于提供更多反应活性位点,含Li2CO3非晶层不仅有利于极片表面生成稳定的SEI膜,而且可以缓解脱嵌锂过程中的体积膨胀,防止活性物质的粉化和脱落,为电极片提供了良好的化学保护和机械保护,从而改善了 NiO的电化学性能。在上述研究的基础上,通过CO2气氛球磨SnO2-xLiH(x = 0.1、0.2、0.3),本文合成了 Li2CO3非晶层包覆的Sn02负极材料,考察了其结构和电化学性能。结果发现,CO2气氛球磨Sn02-xLiH样品转变为了 Li2C03/C非晶层包覆的纳米晶Sn02。电化学测试显示,SnO2-0.2LiH样品呈现出良好的循环稳定性和倍率性能,在100 mA/g的电流密度下,经过200次循环后,其充电比容量从1057 mAh/g缓慢衰退至495 mAh/g,容量保持率为46.8%,而原始SnO2经过200次循环容量的保持率仅为5.9%;在2 A/g的电流密度下,其充电比容量可达475 mAh/g,接近原始SnO2相同倍率下容量(251 mAh/g)的2倍。机理分析可知,颗粒纳米化和含Li2CO3非晶层包覆是SnO2负极材料电化学性能改善的主要原因。最后,本文研究了多元复合对于SnO2负极材料电化学性能的影响规律和机制。采用机械球磨和加热处理SnO2/xLiH(x=0.2、0.8、1、1.5、2)复合物,制备得到了包含Sn、SnO2、Li2SnO3、Li8SnO6的复合材料。其中,摩尔比1:1的SnO2/11LiH样品具有较好的循环稳定性和倍率性能,在100mA/g的电流密度下,350次循环后的充电比容量保持在～1090 mAh/g,容量保持率为99.5%,而原始SnO2经过200次循环容量的保持率仅为5.9%;在2 A/g的电流密度下,其充电比容量也高达630 mAh/g,是原始SnO2在相同倍率下的容量(251 mAh/g)的2.5倍。机理研究可知,SnO2和锡盐首次嵌锂时生成的非晶Li2O,不仅可以作为缓冲基体缓解嵌锂时的体积膨胀,有利于稳定表面形成的SEI膜,提供机械保护,还可以有效抑制Sn的团聚,防止其失活;另一方面,Sn含量的增加可以减少不可逆容量损失,提高电极材料的可逆容量。