锂离子动力电池由于无污染、工作电压高、能量密度高以及稳定性能好等优势,被广泛的运用在小型电子设备、电动汽车等领域。但是用作锂离子动力电池的主体部分的负极材料还是面临着不少的问题,例如:比容量较低、循环稳定性较差等。并且锂离子电池负极的结构和性能之间的关系尚不明确。因此优化负极结构,研究负极结构对性能的影响具有重要意义。基于以上内容,本文构筑了过渡金属氧化物-金属颗粒异质结构,并研究了外延生长条件,以及外延生长对锂离子电池性能的影响及循环过程中结构的演变对性能的影响等。本文具体工作如下:1.通过水热法制备了MnO2纳米棒,然后利用液相原位生长法,在MnO2纳米棒上外延生长Au纳米颗粒。利用物镜球差校正电子显微镜和电子全息技术,研究了MnO2-Au异质结界面处的结构及电荷分布。电化学交流阻抗测试（EIS）和恒电流间歇滴定测试（GITT）结果表明,MnO2-Au异质结提高了电子导电率和离子导电率。密度泛函理论计算（DFT）结果进一步证明MnO2-Au异质结界面更容易吸附锂离子。结合循环伏安测试（CV）和X射线光电子谱（XPS）等表征手段,阐明了在充放电过程中,MnO2-Au负极材料性能和结构演变的关系。2.为进一步验证外延生长对锂离子电池性能的影响,以过渡金属氧化物负极材料为重点研究对象。利用水热法制备了Ni O、Fe2O3、Co3O4过渡金属氧化物氧化物,并且将这些氧化物和Au纳米颗粒复合,最终制备得到Ni O-Au、Fe2O3-Au、Co3O4-Au复合负极。与初始氧化物对比,这些复合物负极材料的电池性能不升反降。通过分析Ni O、Fe2O3、Co3O4和Au的晶体结构发现,这些氧化物和Au的晶格和原子排列不匹配,不具备外延生长的条件。以上结果表明过渡金属氧化物和Au纳米颗粒的异质界面只有在外延生长的情况下才能提升其容量和离子迁移率等性能。利用金属和过渡金属氧化物的协同作用,构建外延生长的异质结构这一方法为锂离子电池电极材料改性提供新的方向。