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硅基材料具有较高的理论容量,远远大于传统的石墨负极材料,被认为是目前最有前景的新型锂离子电池负极材料。然而,此类材料在嵌脱锂过程中存在严重的体积膨胀等问题,导致活性颗粒粉化,材料原有结构被破坏,容量快速衰减,制约了其商业化应用。本论文针对硅基负极材料在实际应用中体积膨胀的问题,通过对材料的歧化刻蚀和碳纳米纤维包覆来改其循环性能,并深入分析材料容量衰减机制,采用化学气相沉积（CVD）和高温歧化的方法制备了硅碳复合负极材料,利用X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、热重分析（TGA）等方法对材料的微观结构和表面形貌进行了分析,并采用恒电流充放电（D-C）、循环伏安（CV）和电化学阻抗谱（EIS）等方法测试了其电化学性能。论文主要包括以下内容:1.以石墨为原料,采用化学气相沉积法制备了系列石墨/碳纳米纤维复合材料,证实碳纳米纤维的包覆可以改善材料的电化学性能,石墨/碳纳米纤维复合材料的循环性能相比纯石墨材料循环容量增加,但首次库伦效率下降。含有20%碳纳米纤维的石墨/碳纳米纤维复合材料,首次放电比容量为649mAh/g,经过50次充放电后容量仍保持为406 mAh/g。石墨/碳纳米纤维复合材料的倍率性能比纯石墨材料也有所提高,石墨/碳纳米纤维复合材料在电流密度为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8和1C下的放电比容量分别为441、408.1、366.4、335.2、297和251.1 mAh/g,当电流密度恢复到0.1C,可逆容量仍然能达到 436.6 mAh/g。2.探究了硅源的种类（SiO、Si）、硅的粒径（100nm、500nm、5μm）、粘结剂类型（PVDF、CMC/SBR、LA133）和气相生长体系（Ni-C2H4、Fe-CO）对材料的电化学性能的影响。SiO材料首次放电容量低于Si材料,但同时具有更好的循环稳定性;纯硅材料的粒径越小,循环稳定性有所提高;Ni-C2H4体系制备得到的硅碳复合材料电化学性能优于Fe-CO体系;以CMC/SBR、LA133和SA为粘结剂制备的硅基负极材料循环稳定性优于以PVDF为粘结剂制备的硅基负极材料。3.通过对氧化亚硅预处理得到多组分硅pSi（Si、SiO、SiO2）,再利用化学气相沉积法（CVD）设计了具有核壳结构的pSi与碳纳米纤维（CNF）的复合材料（pSi-CNF）。多组分硅中Si、SiO提供电化学可逆容量,SiO2可以抑制硅的体积膨胀;纳米碳纤维包覆形成的壳层结构可以有效提高复合材料的导电性,同时进一步抑制硅的体积膨胀保持核壳结构的完整。电化学性能测试表明在0.2 A/g的电流密度下,经100次循环后其可逆容量为1411 mAh/g,容量保持率为74%,具有良好的循环稳定性和较高的可逆容量;在1 A/g的电流密度下,经300次循环后其可逆容量为735 mAh/g,容量保持率为86%,且具有良好的倍率性能。