众所周知,纳米材料的形貌和结构对其物理化学性能有着非常重要的影响。作为纳米家族中重要的一员,硅(Si)基纳米材料近年来得到了科研人员极大的关注。尤其在能量存储如锂离子电池负极材料的选择上,单质Si已然成为目前最具前景的储锂材料。但不幸的是,单质Si取代商业石墨作为锂电池的负极,尽管其容量高达4200 mA hg-1(Li4.4Si),是石墨材料的11倍,但是在充放电过程中Si和Li的合金化会导致自身体积发生巨大的变化,体积的膨胀和收缩一方面会使得活性材料从电极上脱落,其次会引起界面所形成SEI膜的不稳定,从而使得电池无法正常工作。鉴于此,研究人员想到了将Si材料纳米化,利用纳米颗粒之间的空隙来释放体积膨胀带来的应力,再加上后期的处理(如碳包覆等),有效延长了电池的使用寿命。到目前为止,人们合成出了各种各样的Si纳米材料如纳米颗粒、纳米线、纳米管和纳米多孔材料,这些新颖的Si纳米材料确实显示了比较好的储锂和显著提高的电池循环稳定性能。然而,现有的合成Si纳米材料的方法如最为常见的高温化学气相沉积(CVD)法成本高、产量低、产物不纯等缺点大大限制了Si纳米材料的大规模应用。因此,进一步开发出新颖、简便的大规模制备具有特定形貌、结构的Si纳米材料的方法一直是无机合成化学家们的努力方向。本论文旨在开发新的合成方法以期制备得到具有不同形貌结构的Si基纳米材料,重点研究其作为锂电池负极材料的储锂性能。我们基于镁热还原法、溶剂热法以及自组装-硬模板法制备得到了具有优异电化学性能的Si纳米颗粒、二维超薄Si纳米片、具有可控高比表面积的介孔Si(mPSi)以及石榴状Si-介孔TiO2(PomgSi@mTiO2)复合纳米球。论文共分为六章:第一章,绪论。主要综述了硅纳米材料的研究现状和发展趋势,Si纳米材料的制备和分类,重点概述了不同结构的Si纳米材料在锂离子二次电池上的应用。第二章,从凹凸棒土制备纳米Si材料及其锂电性能研究。利用天然矿物质凹凸棒工作为原料,通过酸洗、煅烧提纯得到了具有棒状结构的纳米SiO2。利用镁蒸气还原SiO2纳米棒,制备得到了颗粒分布均匀,粒径约10 nm的Si纳米颗粒。通过后期在其表面包覆上聚吡咯后,制备得到的硅-聚吡咯(ppy@Si)复合材料作为锂电池的负极显示了很好的储锂性能,在0.6 A g-1的电流密度下循环充放电200圈,比容量仍有954 mA h g-1。凹凸棒土在我国分布广泛,储量丰富,本章内容为凹凸棒土资源的精细化利用提供了参考。第三章,二维超薄纳米SiOx(0