硅材料因具有目前已知最高的理论比容量（4200 m Ah/g）和低电压平台成为极具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。然而,硅材料在充放电过程中易发生严重的体积效应（>300%）使电极粉化并与集流体失去电接触,从而导致硅材料极差的电化学能。另一方面,硅材料导电性较弱的特点也严重限制了其在相关领域的工业化生产和实际应用。针对这些问题,本文将工业废硅进行酸洗,采用这种提纯后的纯硅为原材料制备了碳包覆硅（Si/C）材料并对其进行了多种改性措施,以解决硅负极材料较低的电子电导率和循环过程的体积膨胀问题,最终改善硅材料的电化学性能。具体实验内容分为三个部分:（1）将酸洗提纯后的硅粉和聚乙烯醇缩丁醛（PVB）简单的球磨干燥后,在氩气气氛下于管式炉中750℃高温处理得到Si/C材料。适量聚合物热解生成的无定形碳层不仅能限制硅的体积膨胀,还能提供更多的电子通道。结果显示,PVB的质量分数为20%时,Si/C材料的循环性能表现最佳。50次充放电循环后,Si/C材料的表现出的可逆充电比容量达到1148.5 m Ah/g。此外,电池首次库仑效率也从未包覆处理前的52.6%提高到72.3%。（2）碳包覆层一定程度上改善了硅材料的循环问题,但是其获得的首次效率并不理想。本章我们以沥青为碳源、硼酸为掺杂剂与硅粉球磨随后经高温热处理得到B掺杂的Si/C材料,将B原子引入沥青热解的碳层中能带来一定的缺陷和空隙,这些活性位点使得锂离子和电子传输速率加快,进一步的提升了Si/C材料的导电性能。通过对比不同的硼酸加入量所获得样品的电化学性能,我们得出最佳的硼酸加入量为0.6%,所制备的B掺杂Si/C材料的首次库伦效率高达85.8%,在200 m A/g的电流密度下进行50个充放电循环后充电比容量为1650m Ah/g,而未掺杂的Si/C材料只有530.9 m Ah/g。可见,硼掺杂同时提高了Si/C材料的循环稳定性。值得一提的是,将碳源由沥青换成PVB时,所制备的材料未能达到预期的效果。（3）本章采用PVB为碳源,磷酸为改性剂,以相似的烧结工艺得到了P掺杂的Si/C产物。通过对比掺杂前后硅碳材料的X-射线光电子能谱图,发现P元素成功掺入硅相中形成n型硅,有效改善了硅材料的本征电导率。磷酸的加入还使得硅表面形成了更多的Si O2,Si O2与Li可逆锂化过程产生的Li2Si2O5对硅的体积膨胀有缓冲作用,从而有利于形成更加稳定的SEI膜,减少与电解液的副反应,降低不可逆容量。我们还对比了不同质量分数的磷酸对所合成Si/C材料的影响,实验结果显示,当磷酸的质量分数为7%时,所得Si/C复合材料的电化学性能表现最佳,电池首次库伦效率从未掺杂的72.3%增加到86.7%,在200 m A/g的电流密度下循环150圈后仍然保持着1389.9 m Ah/g的充电比容量,接近3倍于未掺杂的硅/碳材料（449.2 m Ah/g）。本章节还讨论了不同烧结温度对所合成Si/C材料电化学性能的影响,结果显示,温度的上升使得材料首效有一定的提高。