锂离子电池中的负极材料主要采用石墨类碳材,传统的石墨电极,其较低的理论比容量(372 mA h g^-1)和能量密度(1-10 W h kg^-1)难以满足如今的市场需求。而作为与碳元素同一主族的硅元素正凭借其高理论比容量(3572 mA h g^-1),丰富的资源,生产成本低以及较低的电压平台等特点成为锂离子电池负极材料中有望代替石墨的最具潜力的材料。但硅材料同样存在着某些缺陷,如离子、电子导电率较低,严重影响倍率性能和活性物质的利用率。此外,在电池充放电过程中锂离子的嵌入和脱出会引发硅电极严重的―体积效应‖,产生的机械应力造成电极材料结构变形与损伤,进而影响电池的循环寿命。为解决上述存在的问题,本文制备了硅/硫掺杂碳纤维/石墨烯与硅/碳纤维两种不同复合结构的材料来改善锂离子电池硅负极的电导和充放电循环稳定性。本文通过两步法设计出一种具有多维复合结构的硅/硫掺杂碳纤维/石墨烯（Si/SCF/rGO）复合材料。首先是在软模板法的基础上经过化学氧化聚合反应,制备了硅/聚3,4-乙烯二氧噻吩（Si/NF-PEDOT）材料,先后优化调控了SDS浓度以及Si与NF-PEDOT的质量比,以得到均一分散的聚噻吩纤维以及Si/NF-PEDOT复合材料,在优化后的Si/NF-PEDOT基础上,对其进行还原氧化石墨烯的包覆,而后经过惰性气氛热处理最终制得Si/SCF/rGO复合材料。由SEM、TEM可以观察到,硅纳米粒子均匀的分散在由硫掺杂碳纤维与石墨烯组建的导电网络中,该复合结构能有效地缓解循环过程中产生的体积效应。得益于一维的硫掺杂碳纤维与二维的石墨烯片层,这种多维复合材料表现出远超于纯硅电极的循环稳定性和倍率特性,Si/SCF/rGO复合电极在400 mA g^-1的电流下,100次充放循环后可逆容量可达1441.0 mA h g^-1,即使在大电流密度3.2 A g^-1状态下,比容量仍有572.1 mA h g^-1。以纳米硅颗粒为原料,采用液相法制备了硅纳米粒子与气相生长碳纤维复合的材料（Si/VGCF）。研究了Si/VGCF的制备工艺和VGCF的最佳含量,分别采用SEM和TEM表征了Si/VGCF材料的形貌和晶体结构,测试并计算了材料电导、BET比表面积和孔尺寸数据。采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法测试了Si/VGCF复合电极的电化学性能,并与其它其他碳材料进行对比性分析。研究结果表明,Si与VGCF形成了多级框架结构,丰富了离子和电子传输网络;同时发达的孔结构也缓解了Si粒子在嵌/脱锂过程中的体积效应,使电极活性材料的利用率和电化学稳定性显著提高。当Si与VGCF的质量比为1:0.5时,Si/VGCF复合电极在500 mA g^-1的电流密度下,充放电循环100次后,可逆容量高达1470 mA h g^-1。