高性能锂离子电池的发展迫切需要新型高容量负极材料。然而,很多高容量负极材料(硅基、锗基、锡基等)在充放电过程中会发生严重的体积膨胀,产生机械应力,导致活性材料粉化剥落,电极性能迅速下降。本文利用三维纳米阵列结构的优势,通过构造自支撑三维锡基纳米阵列电极,缓解锡基材料充放电过程中巨大的体积膨胀。首先,以聚碳酸酯膜PC为模板,利用循环伏安法在铜箔上原位沉积制备Cu纳米棒阵列集流体。再通过恒电压沉积,合成Sn含量较高的Sn-Cu纳米线阵列三维电极。探讨了三维纳米阵列结构的形成机制,并通电化学循环测试和电化学阻抗测试证实了所制备的三维电极结构可以改善锡基负极材料循环过程中的体积膨胀,提升锡基材料的循环寿命。在0.1 C(99.3 mA/g)电流密度下,Sn-Cu纳米线阵列三维电极在经过50次充放电循环后容量仍保持在355.6 mAh/g,而Sn薄膜电极经过50次充放电循环后容量只有248.7 mAh/g。为改进三维纳米阵列电极的结构稳定性,通过电沉积制备聚吡咯包覆三维纳米阵列电极(Sn-Cu@PPy)。在0.1 C(99.3 mA/g)电流密度下,Sn-Cu@PPy纳米线阵列三维电极在经过50次充放电循环后容量仍保持在499.6 mAh/g,容量保留率为50%,其稳定性高于Sn-Cu纳米线阵列三维电极与Sn薄膜电极。该电极结构能够减少离子迁移距离,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,减少界面电阻。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。