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新能源汽车的迅速发展迫切需要高容量、长寿命、安全性好的锂离子电池电极材料的研发。本文制备了两类负极材料:多孔硅负极材料和纳米硅基负极材料。采用XRD、SEM和TEM等表征手段对材料的结构和形貌进行了表征,还通过恒流充放电、循环伏安以及交流阻抗等测试方法研究了材料的电化学性能。分别以硅藻土和镁粉为硅源与还原剂,通过镁热还原法制备了多孔硅负极材料。研究了在不同温度下制备的硅负极材料的电化学性能,结果表明,在600 ℃下制备的硅材料以0.2 A/g的电流密度测试的首次脱锂容量最大,可以达到1655 mAh/g,而在625 ℃下制备的硅负极材料具有最佳的循环性能;研究了使用不同电解液对硅负极材料的影响,结果表明,电极材料使用含有VC电解液的循环稳定性均要好于不含VC电解液的循环稳定性。分别以四氯化硅和金属锌为硅源与还原剂,通过一种简单、有效的置换反应在500 ℃的条件下制备了纳米级硅,纳米级硅颗粒为150-200 nm的球状。该材料在0.2 A/g的电流密度下首次脱锂容量达到1747.7 mAh/g;以蔗糖为碳源通过高温热解法制备的硅/碳复合材料相对纳米级硅的循环性能有了明显的提高,50次循环后的脱锂容量保持率为82%。采用原位聚合法制备了拥有硅/聚苯胺复合材料。通过设计正交实验探讨了各原料不同浓度对硅/聚苯胺复合材料电化学性能的影响,结果表明,对于首次脱嵌锂效率和首次脱嵌锂比容量来说,理论上最优的浓度组合为苯胺浓度为0.2 M、植酸浓度为0.07 M、过硫酸铵浓度为0.8 M以及纳米硅的量为0.27 g;研究了水—乙醇体积比对硅/聚苯胺复合材料性能的影响,结果显示,对于首次充放电效率、首次脱锂比容量以及50次循环保持率在乙醇与水的体积比为1:5的情况下具有最大值,分别为66.6%、1768.5 mAh/g和70.9%;研究了不同电解液对硅/聚苯胺复合材料性能的影响。结果表明电解液的不同主要影响材料的循环稳定性:样品1和样品2使用电解液1在10次、30次、50次循环后的脱锂容量保持率均要大于使用电解液2的保持率,其中50次的保持率分别为76.6%和59.5%、63.1%和7.5%;研究了极片热处理对硅/聚苯胺复合材料性能的影响。分别对极片A、B、C、D进行热处理,并测试其电化学性能。极片A、B、C、D热处理前后65次循环保持率分别为 67.7%和 99.7%、32.8%和 45.9%、55.1%和 85.5%、57.6%和 74.4%。实验结果表明,对极片进行热处理能够一定程度地改善电池的循环性能。