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目前商业化锂离子电池石墨负极材料储锂容量的应用已经达到其理论值372 mAh/g,不具备开发潜力,开发高储锂容量的新型负极材料成为当前的热点研究内容。硅是目前已知储锂容量(4200 mAh/g)最高的材料,但是其在充放电过程中体积应力极大,导电效率低而被限制广泛应用,当前主要通过纳米化和复合化来改善硅基负极材料的电化学性能。本文通过制备多孔硅材料,并在其表面原位生长碳纳米管,制备硅碳复合材料,既增强了负极材料的储锂容量,又改善了硅材料的循环稳定性能。首先,以硅藻土为硅源,在氩气气氛下利用镁热还原法制备多孔硅,并对制备条件进行优化,对制备的多孔硅进行Brunaure Emmett Teller(BET)、X-ray Diffraction(XRD)和Scanning Electron Microscope(SEM)等表征。表征结果表明,镁热还原硅藻土前,硅藻土是否纯化对实验结果无影响;制备过程中的最佳温度为700℃;氩气保护气氛可以取代真空条件,降低实验难度。多孔硅表面孔隙结构清晰,未改变硅藻土中原有的孔隙结构,比表面积由原土的52.9 m2/g提升到364 m2/g;孔径由7.8 nm提升到16.7 nm。其次,利用化学气相沉积法在多孔硅表面原位生长多壁碳纳米管(Multi-walled Carbon Nanotube,MWNT),制备成硅碳复合材料。利用SEM、XRD、Thermogravimetric(TG)、Infrared Spectroscopy(IR)和BET等多种手段对复合材料的形貌、组分结构及比表面积等进行了表征,结果表明,MWNTs成功生长到多孔硅表面;硅碳组分间链接紧密,超声处理后结构未被破坏;复合材料的比表面积增加到489.1 m2/g,孔径增加到9.2 nm。通过热重分析得到,复合材料中的碳含量为34 wt%。优化结果表明,复合材料制备时,0.3 g多孔硅负载催化剂的最佳用量为0.15 g。最后,对由硅碳复合材料组成的负极进行电化学性能进行了测试。复合材料的首次放电比容量为1724.1 mAh/g,首次充电比容量为1529.1 mAh/g,库伦效率为88.7%,经过40周期循环后,复合材料的循环趋于平缓,循环100周期后容量仍为531.4 mAh/g。循环伏安、循环性能、倍率性能等测试显示,复合材料循环性能良好,可逆比容量维持率高。碳纳米管优异的电导率和柔韧性,能够有效的维持复合材料的导电网络,缓冲硅的体积变化,提高循环稳定性能。本课题有望对硅藻土制备锂离子电池负极材料的相关实验做出贡献。