科技发展日新月异,电子设备的更新速度更是一日千里。随着电子设备的普及和功能多样化,电能损耗不断增加。所以,储能设备的进步和发展成为推动电子产业和工业的重要因素之一。锂离子电池作为高能量密度,造价低廉的储能设备广受关注。水电、风电等地区分布不均衡的资源需要大容量储能设备的储存和运输,便携式电子设备的发展要求能量密度更高的电池。硅基材料形成最终态硅锂合金具有4200 mAh/g的理论比容量,在众多负极材料中脱颖而出,硅的理论比容量比市面上的负极材料高出8倍有余。硅基材料作为锂离子电池负极材料,可与锂发生氧化还原反应,生成合金型产物,造成体积膨胀。体积膨胀造成材料粉化,从基底剥离等现象,影响电极稳定性。另外,硅是半导体材料,本征电导率低,离子传输速率较低。针对硅基材料面临的主要问题,本文采用结构改性的方式解决。本文拟引入碳材料制作缓冲结构缓解体积改变。碳材料能够改善材料整体的导电性,为锂离子传输提供通路,且碳材料本身具有容量,能够减小由于引入缓冲介质造成的容量降低。由于C与Si在高温碳化时易形成Si_xC,造成容量损失,所以采用SiO₂包覆层隔离Si与C。本文采用正硅酸乙酯（TEOS）作为SiO₂前驱体,盐酸多巴胺（DA）作为表层C源,高温碳化后采用HF酸腐蚀掉SiO₂,剩余样品即为Si@void@C。首先,采用材料检测手段对样品结构进行表征。XRD可以分析样品物相组成;拉曼光谱分析表层碳壳形态;TGA分析材料C元素含量;红外分析样品化学键的振动;SEM观测样品表面形貌,测试元素含量、元素分布;TEM观测材料微观结构。电化学测试表明,此种结构具有其独特优势。数据显示,材料在不同电流密度下,材料的初始容量远远高于石墨的理论比容量,且容量保持上升态势。在500 mA/g电流密度下,386次循环后充放电容量超过550 mAh/g;在200 mA/g电流密度下,260次循环后容量达到900 mAh/g,且仍旧保持上升趋势;800mA/g、1000mA/g的电流密度下,500次循环后可逆容量仍保持上升趋势。