开发高能量密度的锂离子电池（LIBs）对电动汽车和便携式电子设备等领域的发展至关重要,而其正极和负极材料的有限容量是制约高能量密度锂离子电池发展的最大阻碍。在锂离子电池负极材料方面,硅基材料因其具有高容量(～4200mA h g-1,Li4.4Si)的优点,被认为是最有前途的下一代负极材料之一,与传统石墨负极(～372 mA h g-1)相比,它具有高容量、低嵌锂电位、高丰度,并且对环境友好等优点。然而,硅基负极的实际应用面临诸多挑战,如充放电过程中会发生明显的体积膨胀、硅表面不稳定固态电解质界面膜（SEI）膜数量不断增加和自身导电性差等问题。针对硅基负极存在的问题,本文分别采用碳包覆法、静电纺丝技术以及溶胶凝胶法,将硅基材料与其他材料进行复合,通过高温热处理后获得多个Si/C复合材料,并对复合材料进行了结构表征及电化学性能测试。首先,以聚多巴胺（PDA）和金属有机框架（ZIF-8）为碳源,通过碳包覆法和高温热解法成功制备了Si@void@NC复合材料。实验结果表明,与Si/NC复合材料电化学性能相比,Si@void@NC复合材料表现出较好的电化学性能。在0.2 A g-1电流密度下经过100圈循环后,放电容量依然保持在697.7 mA h g-1,电化学性能的提高可归因于ZIF-8与PDA发生强烈的界面相互作用,可以抑制ZIF-8在热处理过程的向内收缩,为硅负极在充放电过程中的体积膨胀提供了缓冲空间,同时PDA和ZIF-8高温碳化后所衍生的氮掺杂的碳层,不但可以进一步的缓冲硅负极的体积膨胀,而且还有助于提高硅负极的导电性。其次,以聚丙烯腈（PAN）和ZIF-8作为碳源,利用静电纺丝技术和高温热解法制备了南瓜状结构硅碳材料嵌入氮掺杂碳纳米纤维的Si@C/CNFs复合材料,作为自支撑硅基负极,并与未经过静电纺丝过程的Si/C材料进行电化学性能对比。实验结果表明,Si@C/CNFs在0.2 A g-1电流密度下经过150圈循环后,放电容量依然保持在945.5 mA h g-1,并且从第2圈到第150圈,材料的容量保持率为64%。材料较好的电化学性能是由于南瓜状结构为硅纳米颗粒在充放电过程中的体积膨胀提供了缓冲空间,氮掺杂的碳层不仅提高了材料的导电性,而且可以形成稳定的SEI膜。除此之外,自支撑电极可以减小电子和锂离子转移的阻力。最后,以酚醛树脂（RF）和钛酸丁酯（TBT）为原料,采用溶胶凝胶法和热处理过程合成了Si@C/TiO2复合材料,将其运用到锂离子电池负极材料中并且与纯硅材料进行了性能的比较。测试结果表明,与纯硅材料相比,该复合材料电化学性能得到了改善。在0.5 A g-1电流密度下初始放电容量为1597.6 mA h g-1,循环200圈后,放电容量保持在723.2 mA h g-1,其首圈库仑效率为74%。电化学性能的提高主要归因于二氧化钛外层具有弹性,使SEI膜在硅的外表面稳定生长,同时硅颗粒表面的刚性碳层不仅是导电层,而且可以约束硅的体积膨胀,进而提高复合材料的电化学性能。