当前已经商业化的锂电池负极材料，主流产品为人造石墨和改性天然石墨，还有少量产业化应用的钛酸锂，可以基本满足一般电子产品、储能电池的要求。但由于它们的理论容量均不高，不能满足对电池储能具有更高要求的电动汽车及混合动力汽车等领域的发展需求。因此需要开发更多的具有高容量的电极材料，来提升电池能量密度。本课题选取锗作为研究对象，它的理论储锂容量高达1600mAh/g，远远高于石墨（372mAh/g），非常有潜力提高锂电池的性能。然而，锗负极材料在应用到锂电池中时，也面临着较大的问题与挑战，即在充放电过程中，随着Li+在电极材料中的嵌入与脱出，电极材料会发生体积变化，并且膨胀高达370%。这会直接引起材料的内部相互挤压，导致材料破碎并从集流体脱离下来，使锂电池的循环稳定性大幅度降低。本课题通过电沉积的方法，从离子液体中直接将锗离子还原，沉积到具有特殊结构的集流体上，得到Ge镀层/特殊结构集流体的复合电极。电化学测试表明，这种方法制备的负极可以较大程度地改善锗的电化学性能，主要工作包括：（1）以铜网集流体作为沉积基底，通过离子液体电沉积的方法，实现了在其表面上电沉积上一层致密的锗层。以此锗/铜网复合物直接作为锂电池的负极，研究材料结构对电池电化学性能的影响。经沉积的锗层由致密的纳米颗粒组成，且与铜网之间的结合比较牢固，不易脱离。研究表明，从第2次起到第55次循环，容量衰退减缓，比容量由原来的873mAh/g下降到了672mAh/g，容量保持率为76.9%。（2）以碳布集流体作为沉积基底，同样以离子液体电沉积的方法，制备锗/碳布复合电极。扫描电镜表征发现，在碳布纤维表面沉积的锗层具有“内疏外密”的双层结构。这种双层结构的锗镀层材料，不仅具有较高的比容量，还有效地缓解了材料在充放电过程中的体积变化严重的问题，使得材料的结构稳定性得以完善。电化学测试表明，在循环100次以后，电池的容量仍然高达989 mA h g-1，具有较高的容量保持率。