锂离子电池己成为21世纪重要的能源之一，随着信息时代多功能便携式电子设备的需求量日益增大，以及为节能减排而提出的电动汽车的需要，迫切要求开发高比能量，高稳定性能以及低成本的锂离子电池。为了开发比容量更高、能量密度更大的负极材料，人们对金属及合金类材料进行了研究。Sn和Sb都能与Li+发生反应，因此Sn-Sb合金具有较高的理论容量（Li22Sn5为994 mAh·g-1，Li3Sb为660 mAh·g-1）。但是该类合金材料在长期循环过程存在较大的体积变化，最终会导致电极的粉化和脱落等问题，进而影响电池的循环性能。本文将第一性原理计算与实验研究相结合，对Sn-Sb合金材料进行改性设计研究，通过改进工艺合成Sn-Sb合金和碳的复合材料，减缓和抑制材料嵌脱锂过程中产生的巨大的体积变化，实现结构的稳定性从而提升电池的循环性能。本论文的主要工作内容包括:　　 1)采用第一性原理分子设计方法研究SnSb合金负极材料的嵌锂性能。计算了SnSb合金不同嵌锂中间相的总能量、嵌锂形成能以及晶胞体积等，得到了体系的体积膨胀和嵌锂量之间的关系，并分析了电荷密度随嵌锂量的变化关系，揭示了合金材料导电性变化的规律。理论计算表明SnSb合金在0.7V附近有稳定的嵌锂平台。　　 2)采用化学还原法和热碳还原法制备了Sn-Sb、Sn-Sb/C电极材料。对材料的物理和电化学性能进行测试，分析不同方法合成的电极材料的充放电循环性能和形貌特点。通过R-F溶胶凝胶法制备与碳材料复合良好且颗粒均匀的Sn-Sb/C核壳复合负极材料，材料表现出了较好的循环稳定性。此种方法可以得到颗粒均匀的核壳结构的Sn-Sb/C负极材料，表面为疏松多孔的无定形碳内核为Sn-Sb合金，这种结构具有253 m2·g-1的大的比表面积。得到的SnSb/C核壳负极材料在100 mA·g-1的电流下进行恒流充放电测试的首次充放电比容量分别为520和830 mAh·g-1，并且在第30次循环依然保持高达510 mAh·g-1的放电容量，且库伦效率保持在95％以上。　　 3)对R-F溶胶凝胶法制备的SnSb/C核壳结构负极材料进行Mn掺杂和二次包覆改性处理:通过掺入Mn使其对反应过程中游离出来的Sn单质进行限制，阻止Sn单质在核壳结构中的逃逸和在外部团聚现象的发生。提高电极材料的循环性能;通过小分子量的有机物进行外部碳化包覆，减弱外层无定形碳壳层由于充放电过程中重结晶引起的结构重组现象，提高表面无定形碳壳层的稳定性，进而提高电池的循环性能。通过这种方法制备的复合材料循环性能改善明显，80次循环后依然保持320 mAh·g-1的充放电比容量。