本文主要通过对纳米硅进行修饰处理,以期缓解其在脱嵌锂过程中发生的体积与结构的变化,进而获得循环性能稳定的锂离子电池用硅基负极材料。本文首先采用不同硅烷偶联剂(KH560、WD-10、A-171)对纳米硅进行改性处理,制备出具有有机膜层包覆的硅负极材料;另一个研究内容是对纳米硅采用偶联剂和聚苯胺进行双层包覆。除此之外,还对改性后的材料进行了烧结处理等。本文通过原位聚合法在纳米硅表面包覆了硅烷偶联剂有机膜层。当包覆的偶联剂为KH560时,经改性处理后材料的首次可逆容量为2057.3 m Ah/g,120次循环后的可逆容量为1006.1 m Ah/g,容量保持率为48.9%;当包覆层为WD-10时,相应材料的首次可逆容量为2390.2 m Ah/g,循环30圈后可逆容量仍可达到1785.5 m Ah/g,库伦效率为95.3%,容量保持率为74.7%;当形成A-171有机包覆层时,改性后的纳米硅材料的首次可逆容量为2195.4 m Ah/g,循环29圈后,其可逆容量为1808.6 m Ah/g,库伦效率为95.7%,容量保持率82.4%。与纯纳米硅相比,三种偶联剂修饰后的纳米硅材料的电化学性能均获得很大地提升。本文也尝试制备了具有双层包覆结构的纳米硅材料(聚苯胺/偶联剂/纳米硅),得到材料的循环稳定性获得了明显提升。当以100 m A/g的电流密度进行充放电测试时,该材料在循环20圈后,其可逆容量仍可达到2736.4 m Ah/g,容量保持率可达到96.2%;而当以500 m A/g的电流密度进行循环测试时,该材料在循环60圈后,其可逆容量为1052.5 m Ah/g,容量保持率为74.2%。