硅材料具有最高的理论比容量(4200 mAh/g),安全无毒,在自然界储量丰富,是理想的下一代锂离子电池负极材料。然而其高达400%的体积膨胀,一直制约着硅在锂离子电池的商业化应用。本文制备了一种Si/MWCNTs/纤维素复合柔性锂离子电池阳极、以多孔柔性导电纸代替铜箔集流体,负载中空硅球制备锂离子电池,使用氟化CNT物理包覆纳米硅增强锂离子电池电池性能,并通过微观形貌观测、物相分析、电化学性能测试等方法研究其电化学性能。主要研究成果如下:(1)Si/MWCNTs/纤维素复合柔性锂离子电池阳极的纳米硅均匀的嵌入在MWCNTs构建的三维导电网络的孔隙中,纳米硅和导电载体具有良好的接触,使得界面电阻大幅下降,同时纳米硅在电池充放电过程中具有足够的膨胀空间,而保证了材料的结构稳定性和化学稳定性。电化学检测显示,其首次放电比容量达到2024 mAh/g,循环50次后比容量维持在850 mAh/g,展示出良好的循环稳定性。此外,伴随着循环的持续进行过程中,电池的容量稍有提升,说明这种电极结构会伴随这充放电循环更为紧实,倍率性提升。(2)以多孔柔性导电纸代替铜箔集流体负载中空硅球制备锂离子电池,SEM显示,活性物质均匀的分布在MWCNTs构建的三维导电网络的孔隙中,从而保证了材料的结构稳定性和化学稳定性。电池电化学性能良好且具有较高的比容量,同时具有可逆性。在80 mA/g的电流密度下,循环50次后比容量稳定在1400mAh/g。在12.6 A/g的大电流密度下,容量仍可稳定保持在330 mAh/g。恢复1 A/g的电流密度后,电池的容量恢复到1150 mAh/g。(3)使用氟化碳纳米管物理包覆纳米硅制备氟化CNT/Si复合锂离子电池,比容量波动稳定较快,循环性能较好。F元素能够很好的稳定材料在充放电过程中的晶体结构,降低材料在充放电过程中的极化,有助于提高电池的性能。100mAh/g的电流密度下,其首次放电比容量为1376 mAh/g,第3次充放电后电池变得稳定,循环30次后稳定在830 mAh/g。