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由于储量丰富、理论比容量高和安全性好等优点,锂离子电池Si负极材料成为研究热点。但Si负极材料存在本征电导率低,脱/嵌锂过程中体积变化大,电极循环稳定性和动力学性能差等问题,难以满足实际应用的需要。针对以上问题,本文设计并制备了两种硅/碳复合负极材料,并重点研究了其储锂性能,主要研究内容如下所示:(1)以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用溶胶凝胶法在功能化碳纳米管(CNTs)表面包覆SiO2,再通过镁热还原法可得到CNTs/Si复合材料,最后以间苯二酚为碳源在CNTs/Si复合材料表面包覆获得CNTs/Si/C复合负极材料。机械性能较好的CNTs可作为导电支撑网络,提高电子电导率,包覆的碳层可缓解Si负极材料的体积变化率,保持电极材料的完整性,从而改善Si负极材料的循环稳定性能。重点探究了不同含量的碳包覆层对复合负极材料储锂性能的影响,研究表明CNTs/Si/C-7.5样品综合性能最好,在100 mA g-1电流密度下的最高可逆比容量为967 mAhg-1,200圈循环后的放电比容量仍有710 mAh g-1,在500 mAg-1下循环800圈后的容量保持率为74.7%。(2)在合成ZIF-67的过程中引入纳米Si粉获得ZIF-67/Si,通过CVD法在其表面原位生长CNTs,经酸刻蚀后得到多孔C/Si/CNTs复合材料。ZIF-67衍生的碳结构框架和原位生长的CNTs均可增加Si负极电子电导率,还可缓解Si负极较大体积变化产生的应力,抑制了负极材料的粉化,从而改善了 Si负极材料的储锂性能。设计的多孔C/Si/CNTs复合材料在电流密度为100 mAg-1时最高放电可逆比容量为1818 mAh g-1,循环150圈后的放电比容量仍有1179 mAh g-1;在电流密度为500 mAg-1的条件下,循环200圈后,其放电比容量保持在969 mAhg-1;在4000 mAg-1的电流密度下,放电比容量为835 mAhg-1。因此,C/Si/CNTs复合材料显示较好的循环稳定性和倍率性能。