锂离子电池由于其高工作电压、宽工作温度等特性,在电动汽车、移动电子设备中广泛应用。然而,以锂离子电池负极为例,存在着容量低、材料易团聚、结构稳定性不足等问题。另一种新型锂电池——锂硫电池具有高能量密度和高理论容量,具有极大发展潜力,但同样受到硫导电率低、体积结构变化大和穿梭效应等问题的制约。为了满足储能设备的发展需求,研究锂电池的高稳定性电极材料十分迫切。本论文以研制循环稳定电极材料为出发点,探索基于片状结构复合材料制备方法并研究其电化学特性与增强机制。主要研究内容和创新之处有:（1）采用模板法合成了一种新型的中空多孔结构的Co₂SiO₄纳米片。研究发现,基于Co₂SiO₄纳米片的锂离子电池负极在0.2 A g^-1下的200个循环后表现出1456 mAh g^-1的高而稳定的容量,并且在三轮循环后表现出优良的倍率性能。通过循环伏安测试,分析了复合电极的电化学动力学和储能机制。此外,采用原位透射电镜技术对动态锂化过程进行了观测研究。（2）设计合成了新型的Fe₂O₃微米盘侧边横向生长NiCo₂O₄纳米线阵列的分级结构,并且通过三维X射线全息影像技术进行了表征分析。研究表明,这种分级结构可以极大地缓解电极材料的体积膨胀。Fe₂O₃微米盘与侧边横向生长NiCo₂O₄纳米线阵列的协同作用增强了电极电导率和反应活性,通过X射线衍射对电化学反应机理进行了探究。在0.2 C的电流密度下,Fe₂O₃@NiCo₂O₄负极循环200次后容量仍保持1528 mAh g^-1。不同电流密度下的充放电和多次倍率测试,以及密度泛函理论模型研究,证明Fe₂O₃@NiCo₂O₄复合材料具有良好结构稳定性,能有效的提高电化学储锂性能。（3）研制了以纳米片组装In₂S₃微米球为内核的In₂S₃@C@S核壳结构。In₂S₃以及外层包裹的碳壳对多硫化物具有吸附作用,有效抑制多硫化锂的穿梭效应,增强锂硫电池正极的稳定性。同时,核壳结构可以有效缓冲循环过程的硫体积膨胀。分别进行不同电流密度下的循环性能及倍率性能的测试,0.2 C下,200次循环后,容量为704 mAh g^-1。0.5 C下,400次循环后,容量仍保持583 mAh g^-1。上述研究为提高锂电池的容量和稳定性提供了新的思路。同时,高性能高稳定性的电极复合材料及其制备技术,也为研制新型高性能电池奠定了基础。