硅/碳(Si/C)复合材料因其能量密度较高、导电性能较好等优点被认为是下一代锂离子电池(LIB)中最有前景的阳极材料。近年来,科研人员对Si/C复合材料进行了大量的研究,研究方法也已经相对成熟,然而利用简单且可放大的方法制备高性能的Si/C复合材料仍然是一个巨大的挑战。在本文中,我们采用可放大生产且低成本的微乳液法,并结合镁热还原制备了微米级多孔硅碳(PSi/C)复合材料。研究内容及成果如下:(1)以商用Si和Si02纳米颗粒为原料,使用微乳液法合成Si@SiO2微米簇,然后通过溶胶凝胶法在微米簇表面包覆一层无定形碳层,刻蚀SiO2后形成连续的三维PSi/C复合材料。空心碳壳不仅可以提高电极材料的导电性,还能够缓冲硅在锂化/脱锂期间显著的体积膨胀,使得该复合材料具有较高的循环稳定性。用于锂离子电池测试时在1Ag-1的电流密度下循环100次之后还具有高达812.76 mAhg-1的可逆比容量。并且在更高的电流密度下(2Ag-1)从第4到第100次循环期间超过了87%的容量保留,表明该材料具有优异的倍率性能。(2)以正硅酸乙酯为硅源合成纳米尺寸的SiO2,然后使用微乳液法合成Si02微米簇,经溶胶-凝胶包碳和镁热还原过程合成了三维连续PSi/C复合材料。与上述结构不同的是,这种PSi/C复合材料中硅颗粒和孔洞同时被碳层所包覆。在循环过程中,有效地缓冲硅在循环过程中的体积膨胀。互连的碳壳和多孔结构能够为锂离子在材料内部的传输提供合适的通路,使得材料在1Ag-1的电流密度下从第4到第100次循环期间的容量保持率达65%以上,说明具有较好的循环稳定性。