硅具有理论容量高、脱嵌锂电位低,储量丰富等优势,被认为是理想的下一代锂离子电池负极材料。然而该材料存在体积变化大（300%）、导电性差等缺点,严重影响其循环稳定性。纳米化、多孔化和与碳复合是提升其电化学性能的有效途径。目前制备硅基材料的方法有镁热还原法、金属辅助化学蚀刻（MACE）、化学气相沉积法（CVD）等。然而这些方法存在反应不可控、依赖高腐蚀性HF、成本高、使用有毒气源等问题,难以实用化。在此背景下,本论文提出了新的合成硅/石墨烯（Si/r GO）和硅/碳纳米管/多孔碳（Si/CNTs/C）材料的策略,并研究了其结构与电化学性能之间的关系,主要内容如下:（1）针对镁热还原的反应焓变高、不可控等缺陷,开发了一种氢化镁（Mg H₂）热还原来制备Si/r GO复合材料的策略。该方法相比于镁热还原法反应温度更低、热积累效应更小,可在500 ^oC将负载在r GO表面的纳米Si O₂高效转化为Si纳米粒子,并且r GO的物态几乎没有受到反应的影响,具有优良的模板形貌保持能力。相比镁热还原法,氢化镁热还原制备的Si/r GO复合材料实现了纳米Si和r GO的协同作用,具有更优越的电化学性能。在0.2 A g^-1电流密度下循环100次后可逆容量为894 m A h g^-1,倍率性能测试中在5 A g^-1电流密度下可保持513m A h g^-1的容量。（2）分别以Mg₂Si和Li₂CO₃为硅源和碳源,在650 ^oC通过一步热反应制备了Si/CNTs/C复合材料,该过程无需催化剂,即可实现Si、CNTs和多孔碳的原位同步生长。微结构分析表明,该材料比表面积较大,硅含量约40 wt%,碳和CNTs石墨化程度较低,主要生长在Si的表面。在对其反应机理的研究中,发现Li₄Si O₄相的形成是一个无法避免的问题,会导致产物中硅含量降低。根据对反应物的形态演变的观察,推测CNTs的生长机理为活性Mg催化形核及无定形碳通过结构重组驱动生长。作为锂离子电池负极材料,该复合材料表现出较高的储锂容量(在0.2 A·g^-1下循环300圈后仍有702 m A h·g^-1的可逆容量),出色的倍率性能(5 A g^-1下有420 m A h g^-1)和长循环寿命（超过1500次）,库伦效率维持在99%。