随着社会的发展和科技的进步,人们对高比能锂离子电池的需求日益迫切。但目前商业石墨基负极材料由于比较低的理论容量(372 mAh g-1)已不能满足当前市场的需要。因此,开发新一代高比容负极材料成为了研究的重点。在众多的备选材料中,硅(Si)这一合金型负极材料由于理论容量高、储量丰富、价格便宜等优点而被广泛关注。但是,硅作为一种半导体材料,其本征导电性比较差。而且在充放电循环过程中体积膨胀大(>300%),容易导致结构崩塌,不稳定电极电解质界面,最终活性材料脱落电极损坏。基于上述问题,本文采用去合金化方法对硅负极材料进行纳米化处理,并且选取合适的金属/碳材料进行导电改性,进而得到电化学性能优良的硅基负极材料。本文的主要研究内容如下:(1)结合合金相图分析,精心设计并炼制了不同比例的Si Al、SiNiAl、SiZnAl等合金,通过优化腐蚀条件,选择合适的腐蚀条件刻蚀化学性质较活泼铝原子,从而得到三维互连的纳米孔道结构,如纳米大孔(MP)Si/Ni,纳米多孔(NP)SiAl和Si Zn复合材料。随后进行导电改性处理,改善硅的导电性能。(2)对所制备的MP-Si/Ni/C、NP-SiAl/GQDs和NP-SiZn复合材料进行结构和形貌表征。通过SEM和TEM表征可知,腐蚀后的复合材料由三维互连的孔道结构组成,孔道结构由主体的硅基骨架韧带和掺杂的改性金属组成,通过EDS,XRD,XPS和Raman分析可知,腐蚀后的材料组分均匀、含量可控。(3)进一步进行电化学性能测试,由于引入改性金属/碳材料,硅的导电性能得到极大改善。复合后的硅基材料表现出较高的可逆容量、优异的循环性能以及杰出的倍率性能。本文通过去合金化方法制备的硅基负极材料具有简单的制备方法和优异的电化学性能,在新一代锂离子电池的开发与利用方面展现了广阔的应用前景。