锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长等诸多特点，已广泛应用于各级储能设备。但是，传统石墨负极材料的可逆容量日益接近其理论极限，无法满足下一代高能量密度锂离子电池的需求。硅、锡等材料具有高的理论容量，但嵌锂过程中严重的体积变化等问题严重缩短了材料的循环寿命，使其无法应用于商业锂离子电池。本论文围绕锂离子电池硅/锡基负极材料的体积膨胀问题，将硅/锡材料与碳等其他材料复合，缓解和抑制硅/锡材料在锂化过程中的体积变化，改善材料的循环稳定性和导电性能。本论文主要研究内容如下：1.利用水热法实现了水滑石材料（简称LDH）在硅纳米颗粒表面的原位生长，制备了中空核壳结构的Si@LDH复合材料。复合材料的中空结构为硅纳米颗粒的体积变化提供了充足的缓冲空间，同时水滑石壳层的存在也有利于抑制硅纳米颗粒的体积变化，进而有效的提升了材料的循环稳定性。同时，水滑石材料的层状晶格结构还可以贡献出较高的赝电容容量，因而Si@LDH复合材料在50 mA g-1电流密度下首周可逆容量为820 mAh g-1，循环60周后可逆容量仍保持在565 mAh g-1。2. 结合沸石咪唑酯骨架结构（简称ZIF）的结构特点和功函数调控思想，实现了硅纳米颗粒的纳米限域封装，制备得到了核壳结构的Si@Co-NC复合材料。ZIF衍生的碳骨架结构能够有效抑制硅纳米颗粒在锂化过程中的体积变化，维持材料结构稳定并改善材料的导电性。同时，钴纳米颗粒的引入可以降低材料的功函数，进一步改善了材料的导电性能，因而使得Si@Co-NC复合材料表现出良好的循环稳定性和倍率性能，在1000 mA g-1电流密度下循环3000周的容量损失率为0.022%/周。3.在功函数调控和纳米限域封装的基础上，利用多重限域效应构筑了三维导电网络结构支撑的多壳层SnO2@C@Co-NC复合材料。酚醛树脂的包覆使得SnO2纳米颗粒表面易于进行ZIF材料的生长，炭化处理后酚醛树脂和ZIF衍生的杂原子掺杂碳材料不仅能够有效抑制SnO2颗粒的体积变化，还有利于改善材料的导电性，进而使其表现出良好的结构稳定性和电化学动力学性能。500 mA g-1电流密度下循环500周后可逆容量保持在411 mAh g-1，展示出良好的循环性能。4.在纳米限域封装的基础上，利用静电相互作用实现锡碳复合材料的原子限域封装过程。以酚醛树脂为基础，设计了一种O/C共配位的单原子锡基复合负极材料（SASn/C），通过Sn-O-C和Sn-C-C键在碳骨架结构中实现Sn原子的原子限域行为。单原子锡碳复合材料能够有效缓解锂化过程中产生的体积变化，进而在循环过程中表现出优异的结构稳定性。单原子Sn表现出独特的储锂机制，同时Sn-O-C和Sn-C-C键加强了电荷和离子的传输过程。因此，SASn/C复合材料表现出良好的电化学性能，1000 mA g-1电流密度下循环7000周后容量保持率为78.5%。