随着锂离子电池的应用范围向薄膜电池、储能和动力电池等方面扩展，对电池的能量密度和使用寿命提出了新的更高的要求，电极材料是决定这些性能的关键。硅基材料因具有最高的理论储锂容量和合适的嵌/脱锂电位而备受瞩目，但硅和其它储锂金属和合金一样，在嵌/脱锂过程中有很大的体积变化，使电极的可逆容量迅速衰减。本文分别从降低硅颗粒之间电荷转移电阻和采用新型体积效应较小的缓冲基体吸收硅颗粒循环过程中的体积变化这两个角度开展研究，以最大限度改善材料循环稳定性为目标，制备了三类含硅复合负极材料。研究发现，纯硅粉电极活性物质颗粒之间电荷转移电阻很大，且循环过程中硅颗粒的“粉化”会使得颗粒之间以及颗粒与集流体之间的电接触继续恶化，这也是导致其容量衰减的一个重要原因。采用液相沉积和高能球磨两种方法在硅颗粒表面分布少量(5～10 wt％)超细(＜20nm)银颗粒，不仅大大降低颗粒之间电荷转移阻抗的同时，也能有效促进首次循环中硅由无定形态向晶态的可逆转变。含银10 wt％的硅/银复合材料首次循环的库仑效率为83.4％，30次循环后的可逆容量为800mAh/g，容量保持率较纯硅电极有很大程度的提高。　　 本文针对目前硅/碳复合材料大多采用有机物高温热解法工艺，制备过程中需要惰性(或还原性)气氛保护、易生成电化学惰性相和对设备要求高的缺点，本文设计了利用浓硫酸对碳水化合物进行脱水炭化制备硅/碳及硅/碳/石墨复合材料的工艺路线。该工艺不仅克服了传统高温热解有机物工艺的不足，还能保证硅在无定形碳基体中的分散均匀性，抑制单质硅相在复合材料制备过程中所发生的副反应。制备的硅/碳复合材料首次循环可逆容量为1115 mAh/g，库仑效率为82％，75次循环后可逆容量为560mAh/g。用30 wt％的石墨取代无定形碳形成的硅/碳/石墨复合材料能够进一步抑制材料在循环初期的容量衰减，在从0.1C至1C的不同倍率下均可以释放出600mAh/g以上的可逆容量，有望作为新型负极材料使用。现行含硅复合负极材料的合成大多需要以纳米硅粉为原料，材料制备成本高且硅粉分散难度大。本文利用高能球磨促进金属锂和一氧化硅之间的还原反应原位生成了含有纳米硅颗粒的复合材料。研究发现，该反应在生成单质硅的同时生成了其它富锂相。该材料与纯SiO电极相比，能够显著提高首次循环的库仑效率和循环稳定性。在0.1C下首次脱锂容量为770.4mAh/g，50次循环后的脱锂容量为762.0mAh/g，每次容量衰减仅相当于首次脱锂容量的0.02％；0.5C时首次脱锂容量为616.2 mAh/g，50次循环后的可逆容量为544.0 mAh/g，每次容量衰减相当于首次脱锂容量的0.23％；1C倍率下循环时，虽然首次脱锂容量只有356.7mAh/g，但经过50次循环后脱锂容量反而增大到615.5 mAh/g,，说明该材料具有良好的结构稳定性。