锂离子电池在新能源材料领域展现出很大的应用潜力,已经成为了很多电子设备的能源储存装置。具有一维结构的纳米线表现出独特的物理化学性质,从而被广泛地应用于锂离子电池电极材料。氮化硅（Si3N4）是一种具有优良力学性能、高温抗氧化性、耐腐蚀性、抗热冲击性能和光电性能的高性能陶瓷材料,在工程及光电器件领域获得了广泛的应用。Si3N4常见的晶型有α相和β相,研究发现α-Si3N4的晶胞中有许多孔隙,有利于锂离子的扩散,因此,α-Si3N4纳米线有望成为一种优良的锂离子电池电极材料。本文以氮气（N2）、脱脂棉和硅酸（H2Si O3）作为原料,通过一种高效、无催化剂的碳热还原氮化法,制备出高纯度的α-Si3N4纳米线。脱脂棉热解成碳纤维并保持原有的蓬松结构,可加大反应物之间的接触面积,提高反应速率。论文研究了氮化温度和氮化时间对α-Si3N4纳米线的组成、形貌和结构的影响。采用XRD、XRD Rietveld精修、SEM和TEM对纳米线进行了表征。发现当氮化温度为1400℃、保温时间为4 h、N2流速为300 sccm的条件下,可大量合成高纯度的α-Si3N4纳米线。α-Si3N4纳米线的直径为50～100 nm,长度为数十至数百微米,纳米线的生长机理属于气-固（VS）生长机制。首次将α-Si3N4纳米线作为电极材料组装成α-Si3N4纳米线/Li半电池,并进行了电化学性能的研究。恒电流充放电测试结果表明,α-Si3N4纳米线作为电极材料时具有优异的倍率性能和良好的循环稳定性。在循环伏安测试（CV）中,α-Si3N4纳米线呈现出脱嵌型电极材料的特征。通过恒电流间歇滴定技术（GITT）测试,发现充分弛豫后的α-Si3N4纳米线的Li+嵌入和脱出过程的扩散系数平均值高达6.17×10-12和8.12×10-12cm~2s-1。本文研究结果说明,高纯度的α-Si3N4纳米线在锂离子电池电极材料方面具有很好的应用前景。