锂离子电池是最有潜力的电化学储能材料之一,但由于近年来电动汽车行业的发展,而目前主流的石墨负极所具有的理论可逆容量仅有372 m Ah g^-1,日益无法满足工业应用的要求。因此,迫切需要开发高比容量、倍率性能和循环性能的新型负极以帮助新一代锂离子电池的发展。其中,二氧化锡材料成本较低、理论容量高(1494 m Ah g^-1),是合金基负极材料中的重要选择,但是其较低的本征导电性导致了较差的倍率性能,巨大的体积膨胀引起了容量的迅速衰减,这些问题制约了工业应用。为了解决二氧化锡负极在锂离子电池中的问题,我们使用热化学还原-原位聚合的方法成功制得了聚丙烯酰胺/二氧化锡纳米粒子/石墨烯复合材料。其中,二氧化锡纳米粒子被束缚在三维石墨烯导电网络中,聚丙烯酰胺能够有效地阻止高电流密度下纳米粒子的团聚。该材料在5 A g^-1的高电流密度下经过300次循环仍然有376 m Ah g^-1的容量,容量保持率超过90%。此外,在0.2 A g^-1的低电流密度下仍具有989 m Ah g^-1的稳定容量。由于锂的地壳丰度较低,学界也在探索锂离子电池的替代品如钠离子电池、钾离子电池等,其中钾离子电池由于丰度高、来源广泛、工作电势高、具有较快的动力学等优点,是有潜力的候选之一。而合金负极材料具备容量高的特点受到广泛的研究。但是,虽然在锂离子电池负极材料中被广泛探索,却鲜有工作报道二氧化锡在钾离子电池负极中的应用。针对二氧化锡在钾离子电池中的应用,根据缩小纳米材料的粒径能够得到更优秀的电化学性能,我们成功利用简单的两步水热法合成了粒径为2–6 nm的二氧化锡纳米粒子/多孔碳复合材料。多孔碳导电基底和极小的粒径使得复合材料具有优秀的电化学性能。复合材料在1 A g^-1的电流密度下经过长达10000次循环仍然具有108.3 m Ah g^-1的稳定容量,具有极为优异的循环稳定性。