目前市场上应用最多的锂离子电池负极材料是石墨材料,但是其理论比容量只有372 m Ah/g,不再满足人类社会对高能量密度负极材料的要求。二氧化硅的理论比容量为1965 m Ah/g,并且天然二氧化硅在地壳中储量丰富,因此二氧化硅有望成为下一代锂离子电池负极材料。然而,二氧化硅材料本身导电性较差,并且在循环充放电过程中二氧化硅极易发生体积膨胀,导致其电池容量快速衰减,因此碳包覆被认为是解决上述问题的有效途径。在本文中,首先采用改进的St?ber法,以正硅酸四乙酯为硅源,氨水为催化剂,通过控制反应体系规模、正硅酸四乙酯加入方式、氨水用量以及反应时间等实验因素,成功制备出高产的、粒径可控的、单分散性的球形二氧化硅纳米粒子。通过XRD、FTIR以及FESEM等方法对样品分别进行了微观结构与形貌分析,其结果表明:在改进的St?ber法中硅源采用逐滴滴加方式与增大反应体系规模均能够显著高样品产率,并且样品的微观形貌良好;随着逐渐增大浓氨水用量,所制备纳米二氧化硅的粒径逐渐增大;随着反应时间不断延长,所获得的纳米二氧化硅表面更光滑、粒径分布更窄,并且当反应时间增加至6 hour时其样品产率基本达到最大值。然后采用氮源的模板限域法,选择不同氮源、不同碳源与所制备纳米二氧化硅混合,通过高温热处理合成不同氮掺杂碳/二氧化硅复合材料。通过微观形貌、成分结构以及电化学性能测试等表征方法证明:采用二氰二胺、无水葡萄糖分别作为氮源、碳源所合成氮掺杂碳/二氧化硅复合材料具有良好的循环稳定性,在2A/g电流密度下循环500圈后,其可逆比容量仍保持在254 m Ah/g左右。最后,通过改变二氧化硅纳米粒子添加量以及粒径大小,进一步探究其复合物的储锂机制。结果证明:当选取适量纳米二氧化硅进行碳包覆时,碳层不仅可以高材料导电性还可以对二氧化硅的体积膨胀起到良好的缓冲作用;此外,随着所加入纳米二氧化硅的粒径不断减小,在大电流冲击后其复合材料的可逆比容量能够迅速恢复甚至高于初始比容量,具备优异的倍率性能。