便携式电子设备和电动汽车的快速发展激发了新一代高能量密度锂离子电池负极材料的发展。硅和碳化硅纳米材料被认为是很有前景的替代材料,但是在实际应用中仍然存在诸多问题,因此本文通过溶胶-凝胶法,合理设计和制备新颖的螺旋硅和碳化硅纳米材料,并研究了其作为锂离子电池负极材料的性能。本论文第一部分工作设计合成了一对双头型两亲性缬氨酸衍生物,研究了其自组装行为,并以其自组装体为模板,四乙氧基硅烷（TEOS）为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备得到了单手螺旋的二氧化硅纳米管,然后将其与镁粉混合,通过镁热还原法制备得到了硅纳米材料,并将其作为锂离子电池负极材料,研究其在储能方面的应用。研究发现:（1）双头型缬氨酸衍生物的自组装行为的主要驱动力为羰基的堆积;（2）制备得到的硅纳米材料均具有光学活性,其圆二色谱（CD）信号来源于手性分子印迹;（3）将制备得到的硅纳米材料用作锂离子电池负极材料,在0.6 A g^-1电流密度下充放循环,首次放电比容量高达3871.4 mA h g^-1,循环50次后其比容量仍然达到1491.2 mA h g^-1,表现出较高的可逆比容量和优于商业硅纳米材料的循环稳定性。本论文第二部分工作利用两种不同的氨基酸衍生物的超分子组装体为模板,通过溶胶-凝胶法制备得到两种形貌不同的单手螺旋间苯二酚-甲醛树脂/二氧化硅复合纳米材料,然后将其在1400℃下高温碳化制备单手螺旋的碳/碳化硅复合纳米材料。并将其作为锂离子电池负极材料,研究其在储能方面的应用。研究发现:（1）螺旋间苯二酚-甲醛树脂/二氧化硅复合纳米材料经高温碳化后,其形貌、氮含量、碳含量以及比表面积均有所差异;（2）作为锂离子电池负极材料时,在0.3 A g^-1电流密度下充放循环500次后,其比容量值均高于500 mA h g^-1,表现出高于石墨的比容量和优于商业硅纳米材料的循环稳定性。