近年来,锂离子电池由于其显著优势在手机、笔记本电脑、数码相机等便携式电子产品领域得到了广泛应用。然而,目前商品化的锂离子电池主要以石墨或改性的石墨作为负极材料,其理论比容量仅为372 mAh g^-1,不能满足电动汽车等高能量密度领域的应用。SnO₂锂离子电池负极材料具有比容量高(理论比容量为782 mAh g^-1)、能量密度高、嵌锂电势低、安全性能好、价格便宜、资源丰富等优点,成为了很有潜力替代石墨的负极材料之一。但是,SnO₂作为负极材料时,由于锂离子反复的嵌入和脱出,存在严重的体积膨胀和收缩效应,致使循环过程中容量衰减快,循环稳定性较低。另外,SnO₂本征较低的电子导电率也会使倍率性能不佳。目前来说,科研工作者主要通过制备分等级空心纳米结构的SnO₂和组装构造SnO₂的纳米复合材料来解决上述问题。本论文主要以SnO₂作为研究对象,通过制备分等级空心纳米结构的SnO₂和组装构造SnO₂的纳米复合材料来提高锂离子电池性能,主要研究内容和结果如下:（1）为了制备分等级空心纳米结构的SnO₂,我们探索出一种双层空心SnO₂纳米立方体（SnO₂产物）的制备方法,并对其形成过程与相关机制进行了阐释。制备的SnO₂产物具有双层空心纳米立方体结构,尺寸大小在800¹000 nm左右,具有多孔、多晶结构,壳层是由尺寸大约为5 nm的球形纳米粒子构成。（2）在此基础上,我们继续组装构造SnO₂的纳米复合材料,探索出一种Fe₂O₃纳米棒组装双层空心SnO₂纳米立方体（SnO₂@Fe₂O₃产物）的合成方法。SnO₂产物为Fe₂O₃纳米棒组装层的形成提供了一个支撑模板。Fe₂O₃纳米棒自组装层的形成归因于在合适的水热反应环境下Fe₂O₃纳米棒在SnO₂产物外层优先的异质形核和各向异性生长。合成的SnO₂@Fe₂O₃产物由统一的单分散的立方体结构粒子构成,紧密有序的Fe₂O₃纳米棒依附在SnO₂产物立方体的表面。（3）将合成的SnO₂产物和SnO₂@Fe₂O₃产物分别作为工作电极组装成纽扣式半电池进行锂离子电池性能测试表征。在500 mA g^-1电流密度下,对于SnO₂产物电极,放电容量一直衰减,但前十圈循环以内的放电容量都高于600.5 mAh g^-1。在60圈的循环之后,放电容量衰减到448.6 mAh g^-1。而对于SnO₂@Fe₂O₃产物电极,在100圈的循环之后,放电容量可达848.9 mAh g^-1。在200圈的循环之后,放电容量仍可达750.8 mAh g^-1,库伦效率接近于99%。SnO₂@Fe₂O₃产物比SnO₂产物表现出更好的循环稳定性以及可逆容量。通过对SnO₂产物电极和SnO₂@Fe₂O₃产物电极在电流密度为100 mA g^-1到1000 mA g^-1范围内的倍率性能测试,SnO₂@Fe₂O₃产物比SnO₂产物表现出更好的倍率性能。合成的Fe₂O₃纳米棒组装之后的SnO₂产物表现出很好的锂离子电池性能。总结原因如下:首先,Fe₂O₃纳米棒组装层可以提高SnO₂产物的机械稳固性,能够作为一个物理屏障来缓冲SnO₂产物的体积变化。另外,协同效应（Li_xSn与Sn和Fe/Li₂O与FeO_x的可逆反应）可以提高锂离子电池性能。最后,SnO₂@Fe₂O₃产物电极材料的多相界面SnO₂/Fe₂O₃/Li⁺可以提高其反应动力学。本论文对SnO₂空心纳米结构的可控合成与锂电性能做了大量的基础性研究工作,对进一步探索其在能源领域的应用具有重要意义。