自上个世纪以来,清洁能源储存这一全球性问题的重要性与日俱增。随着“双碳”目标的提出,化石燃料的使用受到了政府的限制,它们对环境的污染和对全球变暖造成了不可逆的影响。锂离子电池（LIB）在各种应用中都具有广阔的前景,它们可以用于汽车、航空、船舶、太阳能储能、智能家居等领域,为消费者提供更高效、更安全、更可靠的能源。此外,锂离子电池还可以用于支持电力系统的可再生能源,以及支持电力网络的电力负荷管理。因此,锂离子电池在未来的发展前景非常广阔。本文以制备出具有高容量、强稳定性的Si基复合负极材料以及具有高容量、高截止电压、长循环稳定性的Li Co O2的正极材料为目的,并分别以碳包覆和氧化物包覆为方法,分别完成了高导电性碳硅复合材料的制备以及商用钴酸锂材料的改性。具体的工作内容如下:1.研究表明,硅作为锂电池负极材料具有较高的容量,其前景十分广阔,可以有效提高电池的性能,为电池的发展提供新的思路和方向。因此,硅作为锂电池负极材料的研究和应用具有重要的意义,可以为电池的发展提供更多的可能性。然而,硅的高体积变异性导致了电极材料出现了严重的粉化和容量的迅速衰减。为了改善这一类问题,本文采用葡萄糖和植酸作为碳源制备了具有3D导电网络结构的碳包覆硅基材料,通过N2吸附/脱附测试其具有49.8 m~2g-1的比表面积,ID/IG值为0.97。结果表明,葡萄糖热解形成的无定形碳层,形成的碳包覆硅的结构具有良好的热稳定性,可以有效抑制材料的体积膨胀,从而提高材料的性能。其结构还具有良好的耐腐蚀性,可以有效抑制材料的腐蚀,从而提高材料的使用寿命。通过对碳包覆抑制硅体积的机理进行研究,可以更好地理解材料的性能,并为材料的设计和制备提供有效的指导。植酸热解形成的碳骨架改善了硅纳米颗粒之间的电荷转移,与碳涂层结合的碳骨架结构对硅的体积膨胀具有双重抑制作用,这进一步增强了电子的传导性,提高了Li+扩散系数,并且双重碳源的添加在结构和性能方面展现出了极好的协同作用。作为锂离子电池的负极电极,这种独特的硅基复合材料,在0.1 A g-1的电流密度下经测试可以达到1612 m Ah g-1的初始可逆容量,循环200次后仍可保持600 m Ah g-1的容量,在5 A g-1高倍率下的容量为503 m Ah g-1。此外,采用实验所制备的碳包覆硅基复合负极材料与商用钴酸锂正极材料组装成全电池。对全电池进行充放电测试,在0.2 C的电流密度下具有优异的容量(135 m Ah g-1)。2.发展至今,人类社会对更智能、更轻、待机时间更长的电子设备的需求已经将基于钴酸锂的电池推向了极限。商业化的Li Co O2的正极材料的上限充电截至电压仅仅为4.3V（石墨作为负极）。为了获得高压电池,人们采取了各种方法,将电池的截止电压提高到4.4V以上。但是提高钴酸锂材料的工作电压会使电极材料的晶格结构发生的六方-单斜-六方相变,其结果不可逆。这就导致了严重的结构改变,产生严重的表面副反应,加剧SEI膜的形成,使得电极性能极速下降。为了改善这一系列问题,采用硝酸钴和柠檬酸通过溶胶凝胶法对其进行充分复合,制备了一种Co3O4包覆的Li Co O2改性材料。通过相关物理表征测试,对比研究了不同硝酸钴比例对改性材料的形貌、和元素组成的影响。结果表明,经过Co3O4包覆改性后的复合材料,保护层阻止电解液的副反应,从而提高钴酸锂电池的可靠性和安全性,并很大限度地提高其能量密度。包覆在表面的材料不仅可以提供部分容量,还可以改变活性材料的物理化学状态。电极材料与电解液界面的接触状态会因为包覆层的原因得以改善,增加锂离子电池的离子电导性和电子电导性。将这种改性后的钴酸锂材料制作半电池,在1 C的电流密度下,经测试可达到197m Ah g-1的初始可逆容量。经过长循环200次,仍然可保持103m Ah g-1的放电容量。