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面对能源危机及环境污染这两大世界性难题，重建能源结构已迫在眉睫，使用清洁能源、可再生能源及高效应用能源成为了目前的能源发展的主要方向。具有能量密度高、功率密度高、长循环寿命、高安全性及无污染等特点的锂离子电池成为了便携式电子设备及电动车的动力电源的理想电源。 负极材料是锂离子电池的重要组成之一。具有金红石结构的半导体材料二氧化锡(SnO2)因其较高的理论容量(782 mAh g-1)成为了负极材料的研究热点。但由于其在充放电过程中体积变化较大，容易导致电极粉化，从而使得其循环性能不理想。目前改善SnO2循环性能的主要方法有减小SnO2颗粒尺寸以及对SnO2进行碳包覆。石墨烯(graphene)作为一种理想的碳纳米结构，具有高比表面积，高导电性以及优异的化学和机械性能，可以和SnO2形成高性能的复合电极，但大部分合成SnO2/graphene复合材料的过程较为复杂。 本文将尝试通过新的方式合成SnO2/graphene复合材料，既简化其合成过程又保证SnO2/graphene复合材料优异的性能。实验主要采用了室温恒流充放电、交流阻抗、循环伏安等测试方法，以及XRD、SEM、TEM、TG、XPS、FT-IR等材料表征手段进行研究。 本论文首先采用熔融法，以金属锡(Sn)和氧化石墨(GO)为原料，利用熔融Sn的还原性，还原GO一步制备SnO2/graphene复合材料。论文主要考察Sn和GO不同质量配比（1∶2，1∶1和2∶1）对复合材料的电化学性能的影响，经过测试发现，随着Sn含量的增加，电池首放比容量随之减小，循环性能随之下降。通过SEM观察，焙烧后的粉体中含有大块金属Sn，它们在Li+脱嵌的过程中，颗粒表面没有抑制层存在，所以Sn体积不断膨胀收缩，从而使得电极破碎粉化，因此电池性能不理想。 为了改进复合材料的电化学性能，本文尝试了另一种方法——机械化学法，使得金属Sn和GO在机械力的作用下进行氧化还原反应，避开高温对GO的影响。实验考察了不同质量比、不同球磨时间对SnO2/graphene电化学性能的影响，经过测试，msn∶mGO=1∶1，球磨时间8h得到的SnO2/GNS-8h粉体性能最好，其堆积密度达到1.53gcm-3，在100mA g-1电流密度下首次放电1737mAh g-1，二次放电1068mAh g-1，循环50次后，电池比容量依旧保持在891 mAh g-1。经过热重分析，SnO2/GNS-8h粉体石墨烯含量为29.3wt.％;通过TEM观察，发现其石墨烯层数为3～5层，大量的SnO2纳米颗粒均匀分布在石墨烯层表面，其颗粒尺寸约为4nm。对50次循环后的SnO2/GNS-8h电极材料进行TEM观察，颗粒尺寸几乎没有变化，说明石墨烯层有效地限制了SnO2颗粒在充放电过程中的体积膨胀。 由于SnO2/graphene复合材料大电流密度下的循环性能以及倍率性能不佳，本论文进一步通过包覆聚苯胺(PANi)来提升其性能，考察了初始态苯胺与SnO2/graphene复合材料的不同质量比对SnO2/graphene电化学性能的影响。研究结果表明20％苯胺包覆的SnO2/graphene(20％PANi-SG)电化学性能最好，1Ag-1电流密度下循环100次，比容量仍能保持在576mAh g-1，是同等条件下SnO2/graphene(SG)电极比容量的2倍，同时其倍率性能也优于SG电极。20％PANi-SG电极中的适量的PANi既能够提供一定数量的孔，方便Li+的进出，又可以进一步防止SnO2在充放电循环时的体积膨胀，因此材料的电化学性能有所提升。