某些金屬如Sn、Si、Al等金屬嵌入鋰時，將會形成含鋰量很高的鋰-金屬合金。如Sn的理論容量為990mAh/cm3，接近石墨的理論體積比容量的10倍。為了降低電極的不可逆容量，又能保持負極結構的穩定，可以采用錫合金作鋰離子電極負極，其組成為：25%Sn2Fe+75%SnFe3C。Sn2Fe為活性顆粒，它可以與金屬鋰形成合金，SnFe3C為非活性顆粒，它可在電極循環過程中保持電極的基本骨架。這種錫合金的體積比容量是石墨材料的兩倍。用25%Sn2Fe+75%SnFe3C構成的電極可以獲得1600mAh.g-1的可逆容量，表現出良好的循環性能。
合金負極材料的主要問題首次效率較低及循環穩定性問題，必須解決負極材料在反復充放電過程中的體積效應造成電極結構破壞。單純的金屬材料負極循環性能很差，安全性也不好。采用合金負極與其他柔性材料復合有望解決這些問題。