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随着移动数码产品以及电动汽车的普及和发展，石墨电极材料很难满足现代对锂离子电池高能量密度的要求。氧化锡由于具有理论容量高、电极电位低等优势，目前成为了最有前景的锂离子电池负极材料之一。但是相对于传统的锂电负极材料，氧化锡材料在锂离子电池中并未得到广泛应用，这是由于嵌入/脱嵌锂过程存在严重的体积膨胀，导致循环衰减较快。 针对这一不足，本工作提出了多尺度限域氧化锡纳米粒子稳定电极反应的新途径。通过对氧化锡纳米粒子聚集形成的介孔空心球在二维及三维尺度上的限域消减体积膨胀及构建导电网络，显著提高了氧化锡基电池器件的循环稳定性、倍率性能及比容量。主要内容如下: (1)采用层层组装的方法成功制备SnO2@PANI/rGO复合材料。首先用水热法合成40～50nm的中空介孔结构的氧化锡纳米颗粒，在氧化锡颗粒外面包覆一层导电介质聚苯胺，再引入石墨烯片层中间，形成SnO2@PANI/rGO纳米结构作为锂电池的负极材料。聚苯胺有助于改善氧化锡与石墨烯的表界面，增强了氧化锡和石墨烯之间的结合性以及导电性，有利于构筑三维导电网络。因此，交替的石墨烯片、导电聚合物聚苯胺、中空介孔氧化锡颗粒，三者之间的协同作用使得形成的三元复合物拥有良好的循环稳定性，高的倍率性能。在100mAh/g的电流密度下，具有772 mAh/g的比容量，循环100次以后仍然具有749 mAh/g的比容量。在1000mAh/g的电流密度下，仍然具有268mAh/g，远远超过SnO2@rGO、SnO2@PANI、纯SnO2的电化学性能。 (2)通过水热法和溶液法合成了SnO2@PANI/rGO三维复合材料。葡萄糖的引入有效的改善了氧化锡颗粒与石墨烯之间的表界面，增强氧化锡与石墨烯之间的结合力和导电性。无定形碳包覆的氧化锡纳米有效的缓解了锂离子嵌入和脱出过程中因结构显著变化对电极的损害。在该复合材料中，葡萄糖引入不仅缓解氧化锡纳米颗粒在充放电过程中的体积变化，抑制锡的脱落;此外，葡萄糖包覆有助于氧化锡纳米颗粒均匀“固定”在石墨烯片上，有利于电子和离子传输。我们进一步考察了葡萄糖包覆氧化锡的比例对复合物的形貌和电化学性能的影响。经过优化后，SnO2@C@rGO复合材料的循环稳定性和高倍率下的充放电性都得到显著提高。在100mA/g、200mA/g、500mA/g、1000mA/g、2000mA/g的电流条件下，三元复合物分别拥有889.3 mAh/g、730.8 mAh/g、590.2 mAh/g、470.3 mAh/g、342.5mAh/g的可逆容量，当电流密度回到100mA/g下时，比容量又恢复到778 mAh/g。SnO2@C@rGO三元复合物在100mA/g的电流密度下循环70次后稳定在781.5 mAh/g，可逆容量没有明显下降。表明该复合材料具有高度的结构一致性和优异的循环寿命。