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锂离子电池（LIBs）的出现使得相机、手机、笔记本电脑、电动车等可移动电子设备实现了真正意义上的便捷“移动”,给我们生活带来了诸多便利的同时也存在容量较低、安全性较差等问题。为了解决这些问题,开发新型电极材料显得尤为重要。二氧化锡（SnO2）的理论容量比商业石墨大两倍以上,是极具潜力的负极材料。此外,具有CsCl型结构（空间群为Pm-3m）的稀土六硼化物（RB6）中硼原子之间强烈的共价键使之形成空间框架结构。因此,RB6具有化学稳定性好、一定温度范围内的零膨胀系数以及极好的导电性和结构稳定性。此外,所具有的空间框架结构也为锂离子的存储和脱出提供了可能。因此,RB6也成为潜在的锂离子电池电极材料。另外,RB6低维纳米结构材料具有比块体材料更好的综合性能,并且当这种纳米结构材料作为锂离子电池电极材料时可有效缩短锂离子的扩散距离。因此,如何优化低维纳米结构RB6材料的制备方法并对该材料的电化学性能进行研究也是人们关注的问题之一。本论文首先通过溶液法制备出具有分层结构的二氧化锡/还原氧化石墨烯复合纳米材料,研究了其作为锂离子电池负极材料的性能。另一方面,通过优化设计的固相法制备方法,成功合成出了一系列的稀土六硼化物纳米结构材料,并重点研究了其电化学性能。此外,对所制备的RB6低维纳米结构材料的电子输运以及磁学等性能也进行了研究。通过一种溶液模板法,我们制备了具有分层结构的SnO2纳米颗粒-还原氧化石墨烯复合材料,并将其用作锂离子电池的负极材料。二维分层纳米结构不仅可以缩短离子扩散路径,而且可以减缓巨大的体积膨胀/收缩和结构应变效应。研究结果表明,所制备的复合电极材料在1 A g-1电流密度条件下,第一个循环的可逆放电容量为1063.4 mA h g-1,库仑效率高达88%。此外,复合电极材料在5 A g-1的大电流密度下仍具有502.1 mA h g-1的良好性能。由于具有高导电性和结构稳定性,该复合材料在1 A g-1电流密度下经过500次放电/充电过程后,比容量得到了显著提升(1335.6 mA h g-1),容量保持率高达125.6%,表现出高可逆比容量和优异的循环稳定性。RB6低维纳米结构材料的制备大多采用化学气相沉积法在温度接近1000℃的高温下进行,且所得的样品量较少。本论文利用溶液燃烧（SC）法和高压釜提供高压的固相反应（HPSS）法,分别在320℃和260℃成功合成了CeB6立方颗粒和CeB6纳米线。另外,我们首次对CeB6立方颗粒和纳米线作为可充电锂离子电池负极材料的电化学性能进行了研究。CeB6纳米线和立方颗粒电极材料在5 mA g-1电流密度下首圈的放电比容量分别为531 mA h g-1和338 mA h g-1,循环60次后的可逆容量可保持在225 mA h g-1和185mA h g-1。该结果充分说明该纳米结构材料具有完全可逆的锂离子存储和脱出性能。在循环稳定性方面,CeB6纳米线在1 A g-1电流密度下进行6000次充放电循环后仍具有168mA h g-1的比容量,并表现出优异的循环稳定性。非原位XPS和XRD分析结果显示,CeB6纳米结构材料是一种间隙式嵌入脱出储锂机制,其电化学反应式为:CeB6+0.33y Li++0.33ye-=CeB5.67+0.33 LiyB（y=1-5）。通过我们设计的高压固相法,成功地制备了六硼化铕（EuB6）纳米线。将EuB6纳米晶体作为LIBs负极材料,在10 mA g-1电流密度下其首圈放电和充电比容量分别为174.4和114.2 mA h g-1。在4个循环后其充放电曲线基本重合,说明EuB6纳米材料具有很好的循环稳定性。EuB6样品在0.5 A g-1下经过1000次循环,比容量从54.6 mA h g-1提升至131.6 mA h g-1。电化学阻抗谱（EIS）测试结果显示,1000次循环后的Li+扩散系数为8.62×10-14 cm s-1,较充放电前的Li+扩散系数4.2×10-16 cm s-1提高了2个数量级。随着循环次数的增加使得EuB6结构不断粉化,缩短了锂离子的扩散距离因而增加了Li+的扩散系数。这也是长循环后比容量增加的主要原因之一。此外,我们对EuB6的磁性和单根纳米线的电子输运性能也进行了测试。变温磁化率曲线拟合得到EuB6中每个Eu离子的有效磁矩为6.0μB,接近于Eu3+的理论磁矩6.9μB。Arrott图分析表明,EuB6铁磁有序的居里温度TC为10.1 K。通过设计的高压固相法,我们在200-240℃下成功制备了YB6纳米单晶。XRD图谱显示我们得到了完全纯相的YB6纳米晶体。从不同时期的生长形态和EDS结果分析可以看出,YB6纳米线是从预先生长的YB6微米颗粒团簇中成核和生长得到的。YB6纳米结构材料作为LIBs负极材料表现出较好的充放电性能和循环稳定性能。在10 mA g-1电流密度下前三圈的放电比容量分别为373.4、193.0和175.1 mA h g-1;在0.2 A g-1下循环2000圈时可逆比容量增加至295.34 mA h g-1。2000次循环后电极材料在不同倍率下的测试结果显示,和长循环前相比其比容量和倍率性能均有较大提升。在10 mA g-1下可逆比容量达到493.3 mA h g-1,库伦效应为97.8%。非原位XRD和XPS结果分析表明,YB6纳米结构的储锂机制为间隙式嵌入脱出储锂机制。在嵌锂过程中,Li+进入YB6空间框架结构中堆积在B原子附近并与B原子成键,形成了LixB（x=1-5）合金。此外,对YB6纳米结构的磁性能也进行了研究。结果显示,其在Tc=7.8 K出现的抗磁性说明YB6在该温度下出现了超导性。总结以上研究结果,我们通过模板法制备了SnO2复合材料,其作为锂离子电池负极材料具有高可逆比容量和循环稳定性。我们还通过高压固相法合成了CeB6、EuB6、YB6三种纳米结构材料,其作为锂离子电池负极材料具有完全可逆的锂离子存储和脱出性能和循环稳定性。