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负极材料是锂离子电池中不可或缺的部分,对电池的能量密度、循环寿命和安全性能等关键指标起到决定性的作用。随着锂离子电池能量密度的不断提高,传统的石墨材料(理论容量仅为372 mAh g-1)已经不能完全满足人们的需求,研究高能量密度负极材料迫在眉睫。硅基材料由于具有储量丰富、理论容量高(Li15Si4,3579 mAh g-1)以及嵌锂电位低（<0.4 V vs Li/Li+）等优点,成为研究者追逐的热点。然而,硅在脱出/嵌入锂时会发生较大的体积变化,反复的充放电过程使得硅无法调节由于体积变化所产生的应力,导致硅基材料的粉化或破裂,从而使活性物质从集流体上剥落以及电子接触失效,最终造成电池容量的迅速衰退。此外,硅的导电性差。针对上述问题,本文尝试采用高压溅射法并结合热处理制备三维分级多孔氮掺杂碳包覆硅微球复合材料;利用静电纺丝技术制备了硅/金属有机框架（ZIF-8）/聚丙烯腈（PAN）,经过热处理得到Si/C-ZIF-8/CNFs纳米纤维复合材料;通过溶胶凝胶与自模板法并结合热处理制备了多核结构的硅@酚醛树脂基碳@金属有机框架碳复合材料。研究内容如下:（1）以PAN、ZIF-8为碳源,采用高压溅射以及热处理方法制备了三维分级多孔氮掺杂碳包覆硅微球（NPC@Si）,并与未添加ZIF-8的氮掺杂碳包覆硅微球（NC@Si）以及纯硅进行比较,探讨了其电化学性能的差异。研究结果表明,相比于纯硅,NPC@Si与NC@Si的循环稳定性均明显改善。此外,添加ZIF-8的NPC@Si比未添加ZIF-8的NC@Si具有更优异的循环稳定性。在0.5 A g-1的电流密度下,经过100次循环后,NPC@Si的放电容量仍然保持在1565 mAh g-1。优异的循环稳定性主要归因于高的硅负载量,以及ZIF-8的造孔作用,使得NPC@Si复合材料内部具有大量的空间,可以有效地缓冲硅的体积膨胀,同时氮掺杂碳有助于提高材料的导电性。（2）利用静电纺丝技术制备了硅/金属有机框架（ZIF-8）/聚丙烯腈（PAN）纤维复合材料（Si/ZIF-8/PAN）,经过热处理制得Si/C-ZIF-8/CNFs复合材料。并与未添加PAN的Si/C-ZIF-8进行比较,探讨了其电化学性能差异。研究结果表明,Si/C-ZIF-8/CNFs比Si/C-ZIF-8具有更为稳定的循环性能。在0.2 A g-1电流密度下循环100次后,Si/C-ZIF-8/CNFs的可逆容量为795 mAh g-1。良好的电化学性能主要来源于ZIF-8的造孔作用,孔的存在能为Si的体积膨胀留下一定的空间;此外,Si/C-ZIF-8/CNFs大的比表面积和介孔结构缩短了锂离子和电子的传输路径,提供了更多的锂离子存储位点;同时,碳纳米纤维包覆层能进一步缓冲硅的体积膨胀。（3）以间苯二酚、甲醛为酚醛树脂前驱体,通过溶胶凝胶与自模板法在硅纳米粒子表面包覆间苯二酚-甲醛树脂层（Si@RF）,再将其分散在含有六水硝酸钴的甲醇溶液中,并与含二甲基咪唑的甲醇溶液混合,制备了硅@酚醛树脂@金属有机框架（Si@RF@ZIF-67）材料,经过热处理得到了钴、氮共掺杂双层碳包覆Si的多核介孔结构的复合材料（Si@C@ZIF-67-800N）,并与酚醛树脂基碳包覆的硅（Si@C）进行电化学性能比较。研究结果表明,Si@C@ZIF-67-800N比Si@C复合材料具有更为优异的循环稳定性。在0.5 A g-1的电流密度下,100次循环后,可逆容量分别保持在1107 mAh g-1和887 mAh g-1,且在较大倍率下,Si@C@ZIF-67-800N复合材料表现出更高的放电容量。优异的电化学性能归因于钴、氮共掺杂双层碳包覆的多核介孔结构能提高其导电性以及阻止电解液与硅直接接触,且ZIF-67衍生的碳矩阵中具有大量的空间,能有效地缓冲硅的体积变化。