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锂离子电池硅(Si)基负极材料拥有理论容量高(4200mAh/g vs.Li14Si5)、工作电位低(<0.5 Vvs.Li/Li+)和原料来源广等优势,已成为锂离子电池负极材料的研究热点。然而,Si在电化学脱锂过程中体积会产生剧烈变化(约为原始体积的3倍),造成电极材料结构损坏,活性材料与集流体脱离,不稳定的固体-电解质膜生成等一系列问题;另外,Si的导电率较低。上述两个缺点导致了 Si基负极材料较短的循环寿命和较差的倍率性能,从而限制了其商业化应用。针对上述问题,本文通过不同形式的Si与还原石墨烯(RGO)复合,制备出Si/RGO复合材料。RGO具有良好的导电性、化学和热稳定性,能为Si提供坚固的导电体系和体积缓冲体系,从而提高Si/RGO复合材料的倍率性能和循环性能。本文用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、拉曼光谱(Raman)和氮气吸脱附法表征材料的物相、结构和表面形貌以及孔径分布和比表面积。本文的主要研究如下:实验以RGO和纳米Si颗粒为起始原料,苯胺为单体,植酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂(引发剂),通过超声波的作用成功原位合成了具有三明治纳米结构的Si/RGO@PANI锂离子电池负极材料。石墨烯片层与导电聚苯胺与纳米Si颗粒构成的夹心结构可形成有效的导电网络,且具有优异的结构稳定性,能够有效缓解Si在嵌锂/脱锂过程中产生的巨大体积效应,表现出良好的循环性能和倍率性能。电化学性能测试表明,这种Si/RGO@PANI三明治纳米结构复合材料适合作为一种优良的锂离子电池负极材料,其成功制备也为高性能锂离子电池负极材料的开发提供了一种简捷有效的方法。实验以具有有序介孔结构的SBA-15(Si02)为介孔硅(OMSi)的前躯体,聚偏氟乙烯(PVDF)为碳的前驱体,RGO为原料,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂/分散剂,通过缓慢蒸溶剂/分散剂制备了多孔结构OMSi@C/RGO复合材料。OMSi具有有序介孔结构和热解碳包覆层能缓冲Si在嵌锂/脱锂过程产生的体积变化,热解碳和RGO提供的导电体系保障了材料的导电性。OMSi@C/RGO复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出了良好的循环稳定性和倍率性能,其成功制备为Si基负极材料的商业化提供了一个良好选择。实验以具有有序介孔结构的SBA-15(SiO2)和三乙氧基硅烷(TES)为前躯体,RGO为原料,PVDF为碳源,NMP为溶剂/分散剂,缓慢蒸发溶液/分散剂制备OMSi@SiOx@C/RGO介孔复合材料。OMSi的有序介孔结构、SiOx层和热解碳层共同缓解了材料在嵌锂/脱锂过程产生的体积变化,热解碳和RGO构筑的导电体系保障了材料的导电性。OMSi@SiOx@C/RGO介孔复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出较好的电化学性能,并出现慢活化现象。