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本论文在综述国内外SiOx负极材料研究现状的基础上,选择以SiO2为研究对象,系统研究了球磨处理、粘结剂、煅烧温度以及碳复合等因素对SiO2材料形貌、微结构和电化学储锂性能的影响,揭示了SiO2负极材料的成分、形貌、结构与电化学储锂性能的相互关系,为进一步研究和开发高性能的SiO2负极材料提供了实验基础和理论依据。本文以商业购买的SiO2为原料,通过机械球磨方法制备了SiO2负极材料。电化学性能测试发现,随着球磨时间的增加,SiO2的可逆储锂容量逐渐增加。其中,球磨72h的样品具有最好的综合电化学性能。球磨72h的SiO2材料在100 mA g-1电流密度下首次储锂容量高达1435.7 mAh g-1,首次库伦效率为54.5%,100次循环后的可逆容量从原始SiO2的188.9 mAh g-1增加到574.3 mAh g-1。XRD分析表明,随着球磨时间的增加,SiO2结晶性能降低,在72h之后转变成非晶态。进一步的SEM观测发现,随着球磨时间延长,SiO2的颗粒尺寸逐渐变小且颗粒分布更加均匀。以球磨24h和72h后的SiO2材料为对象,研究了CMC和PVDF两种粘结剂对SiO2负极材料电化学储锂性能的影响规律。对于球磨24h的材料,使用PVDF粘结剂的电极100次循环之后容量保持率为22%,而使用CMC粘结剂的电极为34%;对于球磨72h的材料而言,使用PVDF粘结剂的电极循环100次之后容量保持率仅为16.5%,而使用CMC粘结剂的电极达到40%以上。CMC粘结剂在电极充放电过程中能够承受住连续不断的膨胀和收缩,在一定程度上比PVDF更有效缓解了颗粒体积效应造成的粉化脱落问题。对煅烧温度影响SiO2电化学性能的结果表明,随着煅烧温度的逐渐升高,球磨72h SiO2负极材料的可逆储锂容量逐渐下降。经过1000oC处理的材料容量类似原始SiO2,几乎没有储锂性能。XRD分析表明,球磨72h的SiO2材料经过400和600 ℃煅烧4h之后仍处于非晶态。当温度升高到800 ℃的时候结晶性开始变强,在1000 ℃的时候,材料转变成晶态结构。进一步的SEM观测发现,经过400和600 ℃处理之后的材料形貌变化较小,当煅烧温度升高到800 ℃的时候可以看到晶粒开始长大,并开始出现粘结现象,当温度达到1000 ℃的时候,材料的颗粒尺寸明显变大,团聚现象严重。以柠檬酸作为碳源,通过溶胶凝胶法在SiO2材料中原位引入碳,制备出SiO2/C复合材料。结果发现,当复合材料中碳含量为13.1 wt%时,首次库伦效率达到67.9%,45次循环之后可逆容量为624.9 mAh g-1,容量保持率达到70.8%,显示出较好的循环性能。SEM观测发现,复合材料中形成了均匀分散的碳网络,这有效提高了SiO2材料颗粒之间的电接触。这也是碳含量影响SiO2负极材料电化学储锂性能的主要原因之一。