随着锂离子电池的大规模商业化,以及高能量需求器件的不断发展,目前大规模应用的石墨负极材料,其较低的理论比容量(372 m Ah g-1)已经滞后于科技发展所需的能量。而锂离子电池中的硅基负极材料具有较高的比容量(4200 m Ah g-1)、高储量、无污染等优势,但在实际应用中,硅基活性物质与集流体脱离的问题、极低的导电率限制了其电化学性能。因此,人们迫切地提出了许多方法来解决这些问题,例如构建纳米结构颗粒和引入导电炭来提高其电化学性能。虽然在改善硅电极循环性能方面取得了一些重要进展,但其大规模应用仍面临许多挑战。综上所示,本文致力于精细的结构设计、组分调控,以获得循环寿命长及可逆容量高的硅基负极材料。在此,本文制备了一种平均粒径为1.12μm、具有合适SiO2含量、内外均匀封装炭组分的SiOx/C复合材料作为锂离子存储的潜力负极材料。并系统研究了SiO2含量对这种复合材料储锂性能的影响,之后,在适量SiO2缓冲基质的基础上,通过对炭组分位置及活性物质粒度进行调控,研究了炭组分位置及粒度大小对硅基负极材料电化学性能的影响,最后对其反应动力学及储锂机制进行分析。并得到以下研究成果:1、通过控制氢氟酸的用量,很好的调节了SiO2缓冲基质的结构、含量、分布状态。过量使用氢氟酸导致了结构的崩塌和SiO2缓冲基体的过度损失,以及活性Si粒子的生长,氢氟酸用量过少则导致了对锂惰性的SiO2堆积。其中,SiO2含量为28.2%,Si含量为59.5%的样品C-MH-2E-SiOx展现出理想的微观结构,纳米晶体硅均匀的分布于SiO2缓冲基质上,这使得硅的体积膨胀能够被网络式缓解,从而展现出较低的体积膨胀率（36.4%）。2、适量的氢氟酸用量合成了均匀的介孔结构SiOx,再通过液相包覆法使得炭相均匀的渗入SiOx颗粒内外部,即C-MH-2E-SiOx。对比于仅外部包覆炭组分的MH-C-2E-SiOx,成功合成的覆盖SiOx颗粒内外炭相的C-MH-2E-SiOx极大的降低电荷转移电阻及提高锂离子在活性物质中的传输速率。具体表现为78.2%的首次库伦效率、较高的首次可逆容量(2298 m Ah g-1),在200 m A g-1的电流密度下,完成300次充放电循环后可逆容量仍然具有716 m Ah g-1,并且在电流密度提高到2000 m A g-1时,其可逆容量稳定在786 m Ah g-1,并且电流密度降为初始值(200 m A g-1)时,容量保持率为87.7%。然而仅外层包覆炭层的MH-C-2E-SiOx则展现出了对应较差的锂离子存储性能,66.7%的首次库伦效率以及在100次循环后,其比容量仅为367 m Ah g-1。3、最后研究了SiOx/C的粒度对其电化学性能的影响,结果表明尽管纳米级别0.83μm SiOx/C展现出了不俗的循环寿命,在200 m A g-1的电流密度下,完成70次充放电循环后容量保持率为87.5%,对比于3.95μm SiOx/C在充放电循环70次后55.2%的容量保持率。但是0.83μm SiOx/C颗粒较高的表面能、比表面积将造成电极首次库伦效率的降低,仅为69.6%。而1.12μm SiOx/C则展现出较高的首次库伦效率（78.2%）,以及在200 m A g-1的电流密度下,完成70次充放电循环后较高的容量保持率（75.2%）。最后通过电化学反应动力学的分析,发现随着扫描速度的上升,C-MH-2E-SiOx所展现容量中的电容贡献率不断提升,最后达61%。