锂离子电池因具有工作电压高、比能量高、无污染等突出优点成为移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的理想电源，并有望成为未来电动汽车、无绳电动工具等的主要动力来源之一，具有广泛的民用和国防应用前景。锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料和电解质材料的结构和性能，尤其是电极材料的选择和质量直接决定着锂离子电池的特性和价格。负极材料是影响锂离子电池性能的关键之一，针对目前锂离子电池炭负极材料在高倍率充放电时具有较大容量衰减和较低可逆容量的问题，本论文首先制备了粒径在40nm左右的纳米中空洋葱碳颗粒(Onion-like hollow carbon nanoparticles，OC)，通过对它的进一步处理得到了石墨化中空洋葱碳颗粒(Graphitized onion-like hollow carbonnanoparticles，GOC)和膨胀石墨化中空洋葱碳(Expanded graphitizedonion-like hollow carbon nanoparticles，EGOC)。然后以这些炭材料作为锡和锡氧化物的缓冲阻隔材料制备了新型锡氧化物/炭复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、热重差示扫描(TG-DSC)对复合材料进行表征。采用恒电流充放电、循环伏安(CV)和交流阻抗(ElS)等方法对其电化学性能进行测试和分析，系统考察了炭材料的形貌、结构与其电化学性能的相关性。这对拓宽新型炭材料的研究领域和促进高性能锂离子电池负极材料的发展有重要的理论和现实意义。
　　 研究结果表明：缓冲材料的原料种类、制备方法、制备条件和锡含量对复合材料的形貌、结构及电化学性能均产生很大影响。在优化条件下，中空球形结构的OC和GOC作缓冲材料时，50次循环后，其复合材料可逆容量能分别保持在446 mAh/g和495mAh/g，较大电流密度下充放电时仍具有较高的可逆容量和良好循环性能。含有大量石墨片层的EGOC作缓冲材料时，电极的容量稳定在518 mAh/g，同时显示优异的循环性能。以上复合材料的电化学结果均表明OC、GOC和EGOC是锡基负极的良好缓冲材料，因为它们既能保证复合材料的高的导电性，又能有效阻隔锡氧化物之间的团聚，有利于抑制体积膨胀，提高循环稳定性。