随着人类活动的范围的扩大,对能源的需求愈加强烈,但传统的化石能源的利用,却对我们的环境造成了深刻的影响,造成了很多环境公害的同时,也对人类自身繁衍产生了副作用,这就促使我们对新能源的利用展开研究。但风能、太阳能、水能和潮汐能等新能源的利用,通常会受到环境等条件的限制,我们需要一种可以调节供给端的不连续和需求端的峰谷变化的设备,而以锂离子二次电池为代表的二次电池就是其中非常重要的一种。在目前商用的锂离子电池中,负极是由石墨来充当的,石墨理论容量为372mAh/g,拥有优秀的循环稳定性,良好的导电性和廉价的成本,但对性能的追求让众多研究者不停追逐容量更高的负极材料。作为下一代潜力负极材料,硅的理论容量达到4200mAh/g,但其在嵌锂过程中会产生400%的体积膨胀,这会导致硅材料的粉末化,形貌破坏和SEI膜的增厚,再加上硅材料本身导电性不佳,这都会影响硅材料的电池性能。目前关于改善硅电极性能的方法主要集中在制备将硅材料纳米化或者设计复杂的类似于核壳的微结构限制硅的体积膨胀。但这些方法因为步骤复杂,所用的实验试剂较多,成本高昂,这为其工业化应用产生了巨大的阻碍。为了解决这一问题,本文首先选取了半导体工业中廉价的纯度98%的金属硅,将其粉碎到微米级别后,利用静电纺丝法这一设备低廉,制备简便的方法,制备Si/C复合材料,进行一系列的材料结构优化设计和制备方法探索。设计出了硅材料直接加入纺丝液中纺丝的硅碳材料,引入二氧化硅牺牲层创造硅材料膨胀空间的硅碳材料,核壳双针头双组份创造内部空间的硅碳材料,双针头静电纺丝静电喷雾双喷的硅碳材料,经过性能对比,我们发现在含硅20%的情况下,双针头静电纺丝静电喷雾双喷的硅碳材料首次循环可以达到63.01%,在100次循环之后仍能够保持71.2%的容量保持率,同时也拥有较好的倍率性能,以此为铺垫,为探索降低硅负极材料使用成本的研究者提供了方向。