锂离子电池硅基负极材料由于具有高比容量(4200 mAh g-1)、电压平台低(0.4V)、安全性能好等优点受到广泛关注。但是硅材料在锂化/脱锂过程中存在超过400%的体积变化,导致材料粉碎、易与集流体脱落、无法形成稳定的SEI膜等,最终导致容量的快速衰减,抑制硅的体积膨胀是目前急需解决的问题。现阶段的解决方案主要是利用具有机械硬度的材料将其限制在保护结构中以缓解硅体积膨胀带来的应力,减缓材料的破碎,维持稳定的SEI膜,得到较好的电化学性能。本文主要是从两个方面对硅的复合化进行了结构的设计,具体内容如下:1.设计氟离子诱导的刻蚀再沉积制备了一种多孔的核壳结构材料Si@Si02,通过控制反应的时间、温度和氟离子的浓度可精确调控制备厚度在3-12 nm之间的多孔Si02包覆层。实验表明氧化硅层的厚度为5nm时,该核壳材料在2.1 Ag-1的电流密度下经过300次循环后放电比容量为1356 mAh g-1,容量保持率为56.1%,较大地改善了原材料的电化学性能。2.设计并制备了以纳米硅粉为硅源、粘结剂PVDF为热解炭源、碳纳米管(CNTs)作为碳骨架的硅炭负极材料。PVDF经炭化后形成炭基体能够很好地包裹硅材料。碳纳米管(CNTs)的抗压性和韧性显著缓解了硅粉在充放电过程因体积效应所产生的局部应力,并形成了三维的导电网络。最终制备的硅炭材料在2.1 A g-1的电流密度下循环300次后放电比容量维持在899 mAh g-1,容量保持率达78%。