随着新能源汽车产业和智能电子设备行业地迅猛发展,新一代高能量密度的锂离子电池成为了新能源学术界和产业界重点关注的内容。在锂离子电池负极材料方面,现有商业化程度最高的石墨理论比容量仅为372 m Ah g-1,严重限制了新能源行业的发展,无法满足人们对高容量锂离子电池发展的需求。寻找一种更高能量密度的负极材料来替代石墨逐渐成为了当前研究的关键。目前,在众多锂离子电池负极材料中,硅的理论比容量为4200 m Ah g-1,是已知嵌锂容量最高的材料。且硅负极材料具有较低的脱嵌锂平台、来源广泛、安全性能高等优点,因此,被广泛地认为是下一代最具潜力的高能量密度的锂离子电池负极材料。但是,硅材料存在两个亟需解决的问题。第一,在充放电过程中硅颗粒巨大的体积变化会导致其破碎,电极材料粉化从集流体上脱落,进而循环性能迅速下降。第二,硅材料的低电导率会影响其倍率性能,无法满足人们对电池快充快放的高要求。这些缺点无疑极大地限制了硅负极材料的大规模推广。为了解决上述两个问题,本论文提出了两种改性思路。第一,本课题在利用金属辅助化学沉积法在硅颗粒表面沉积银颗粒的基础上,重点通过快速热处理技术增强银硅界面（Ag-Si）的接触,形成稳定的银硅合金（Ag2Si）。最终得到一种高循环性能与高倍率性能兼备的硅负极材料。第二,利用金属辅助化学沉积法在硅颗粒表面沉积铜纳米颗粒对其改性,进一步对得到的修饰铜颗粒的硅（Si/Cu）进行混料、涂布后进行极片快速热处理工艺,使得一步制备得到铜硅界面合金化并且表面均匀碳包覆的硅负极材料（Si/Cu3Si/Cu@C）。主要研究内容如下:本文在硅颗粒表面沉积银纳米颗粒对其进行表面改性处理,可获得高电导率的硅颗粒,并且在一定程度上可抑制硅体积膨胀效应;通过运用快速热处理技术使Ag-Si界面发生合金化形成银硅合金而增强硅颗粒与银纳米颗粒之间的界面接触,最终得到长循环周期后仍保持高倍率性能的硅负极材料Si/Ag2Si/Ag。通过快速热处理,使得银和硅之间的界面形成银硅合金,从根本上解决了银修饰脱落的问题,0.5 C(1 C=4.2 A g-1)电流密度下循环100圈后还有1138 m Ah g-1,比原料提高了465 m Ah g-1。在2 C倍率下仍保持849 m Ah g-1。这一切都归功于银始终在硅表面,提高了硅的导电率。为了进一步提高上述制备材料的电化学性能的稳定性,本文随即提出了负极极片热处理工艺。先将采用金属辅助化学沉积法得到硅表面修饰铜颗粒的样品与导电剂和海藻酸钠胶体进行混料,均匀地涂敷在铜箔上。再将得到的电极片进行极片快速热处理工艺,一步法制备得到铜硅界面合金化并且均匀碳包覆的硅负极材料Si/Cu3Si/Cu@C。经过上述处理的复合负极极片展现出了优异的电化学性能。在0.2 C电流密度下循环100圈后可逆容量仍保有1362 m Ah g-1,比纯硅极片提高了997 m Ah g-1。在2 C倍率下容量仍保持在604 m Ah g-1。