本文采用两种嵌锂活性材料Sn和Al，选择合适的原子比形成的Sn—Al固溶体合金作为电极，利用固溶强化思路及铝合金优良的力学性能设计出一种Sn—Al固溶体合金负极。此外，采用溅射方法使得薄膜与基体一体化，进一步优化电极结构，改善电极性能。结果表明，设计出的Sn—Al合金电极具有较高的嵌锂容量和较好的循环性能。 本文在把握总体设计思路的前提下，先从理论上采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法分别计算了纯Sn及Sn—Al合金的电子结构、电子态密度、电荷密度分布等物理性质，并计算了其嵌锂形成能，平均嵌锂电位，嵌锂体积膨胀率等电化学参量。理论结果表明，Sn—Al固溶体合金负极具有较优的电化学性能。 针对理论计算结果，采用磁控溅射方法制备了纯Sn及Sn—Al固溶体合金薄膜电极。结果表明，实验结果与理论计算结果能较好的吻合。对比纯Sn及Sn—Al薄膜电极相关的电化学测试结果，发现铝的加入对于纯锡电极的改性有较大帮助。 另外，本文采用理论计算和实验相结合的研究思路，可以在一定的程度上预测新材料的物理及化学性质，对设计和研究新型锂离子电池电极材料具有一定的指导意义。