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纯硅理论储锂容量高达4200mAh/g,且放电电压低、储量丰富、安全性好使其成为锂离子电池负极材料的研究热点。但Si在深度脱嵌锂后体积效应大,电极材料易皲裂甚至从集流体上脱落失去电化学活性,使其循环稳定性差;并且Si材料首次库伦效率低、自身电导率低等缺点限制了其在锂离子电池中商业化应用。提高硅基材料的导电性,缓冲其在嵌锂过程中的体积膨胀提高循环稳定性,成为克服硅基材料缺点的主攻方向。本文主要以微米SiO、纳米Si为硅源采用不同方法制备碳/硅复合材料,作为锂离子电池负极材料;此外,对不同硅基材料粘结剂也进行了探究。运用热重分析仪(TGA)、X射线衍射测试(XRD)、傅里叶红外变换光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)认识材料处理前后的结构及形貌特征。复合材料作为锂离子电池负极材料,电化学性能分别通过恒电流充放电、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等测试,了解复合材料的电化学性能。将球磨SiO以碳源包覆然后高温歧化,碳源同时碳化,再用氢氟酸刻蚀不同时间(或者先将SiO歧化,刻蚀,再以碳源包覆,然后碳化),最终形成歧化SiO复合材料;复合材料和PAN混合涂片,并将极片不同温度热处理。经过对复合材料测试和分析得出SiO在1100°C歧化碳包覆,刻蚀10min,极片热处理500°C是获得最佳电化学性能的处理条件。且样品su@SiO.10.500(样品编号详细说明见2.5,下同)第100周放电循环后容量为771.3mAh/g,样品dis-su@SiO.10.500第100周放电容量为763.7mAh/g;所以在最佳处理条件下碳源包覆的先后顺序,对复合材料的电化学性能没有太大影响。SiO在950°C歧化碳包覆,刻蚀0min,极片热处理温度500°C是最佳处理条件。样品rf@SiO.0.500循环至90周时放电循环容量为1090.4mAh/g。SiO在1100°C歧化生成的硅晶体粒径在400nm~2μm,需刻蚀10min使硅晶体在循环过程中有充足的缓冲空间,而950°C歧化生成的硅晶体粒径只有200~300nm;Si晶体颗粒越大体积效应越严重,所以选择合适的歧化温度生成粒径适中的硅晶体将有利于复合材料循环性能的提升。将纳米Si和石墨分别表面改性后复合,彼此间产生酯键把纳米Si和石墨牢固的结合在一起,使复合材料具有稳定的循环性能。以纳米Si为硅源制备核壳结构,空心可容纳循环过程中硅的体积膨胀。表面改性复合材料极片热处理温度300°C,样品m.g.300首周容量1550.9mAh/g,初始库伦效率只有44.6%,但之后的循环性能非常稳定,50周之后放电容量为634.3mAh/g。碳/硅核壳复合材料硅含量为11.18%,样品C@Si core-shell.400首周放电容量为1280.3mAh/g,初始库伦效率只有55.1%,但后续循环性能稳定,循环100周之后的放电容量为406.3mAh/g。所制备的两种复合材料均具有稳定的充放电循环性能,为纳米硅的实际应用提供了思路;但硅材料初始库伦效率低这一问题仍没有得到解决。秉持绿色环保的理念对适用于硅基材料的水性粘结剂进行了探究。以纳米Si/石墨为活性材料,对比不同粘结剂的性能,复合粘结剂聚丙烯酸:聚乙烯醇=9:1具有最佳的充放电循环性能。因此,PAA:PVA=9:1这一粘结剂通过进一步地研究完善有望成为适用于硅基材料的粘结剂。