由于锂离子电池具有高能量密度、高开路电压、以及长的使用寿命,一直被广泛应用于各种便携式电子设备以及混合动力汽车中。其中硅,锡,锗以及一些金属氧化物由于具有较高的嵌锂容量,有望成为新一代锂离子电池负极材料。然而,这些材料在充放电过程中产生的巨大体积变化会导致电化学性能的迅速恶化。为了能够满足新一代高性能锂离子电池的需求,对电极体系的优化十分重要。论文从构造三维导电网络支撑的锡基电极以及自支撑三维锡基阵列结构电极两个角度对锡基负极材料的结构稳定性进行改进,分别合成了三维锡纳米颗粒聚吡咯水凝胶网络（3D Sn/PPy）负极材料以及聚吡咯包覆锡铜合金纳米管阵列（Sn-Cu@PPy NT array）负极材料。论文探讨了该独特结构的形成机制,并通过场发射扫描电镜,透射电镜,电化学循环测试和电化学阻抗测试证实所制备的三维电极结构可以明显改善锡基电极材料循环过程中的体积膨胀,显著提升锡基材料的循环寿命及倍率性能。在电流密度为200 mA g^-1循环条件下,3D Sn/PPy在200次循环后容量仍保持在511 mAh g^-1,相当于85%的容量保留率,远高于Sn@PPy与Sn颗粒的循环性能;聚吡咯包覆锡铜合金纳米管阵列电极在经过200次充放电循环后容量仍保持在628 mAh g^-1,容量保留率为63%,其稳定性远高于纯锡纳米线电极。论文所设计的电极结构能够有效减少离子迁移距离,有利于电解液在电极材料中的渗透,同时避免了惰性粘结剂的使用,减小界面电阻。并且通过与导电聚合物包覆相结合,进一步提升电极结构稳定性以及SEI膜稳定性。