随着人们对电池的需求越来越广泛,人们对锂离子电池能量密度、寿命、安全性的要求愈发严苛,因此开发具有更高能量密度、更长使用寿命、更高安全性的高效锂离子电池极具迫切性。电池电极材料是决定锂离子电池性能的关键因素,因而开发新型电极材料成为了锂电池的研究热点。在众多的新型负极材料之中,硅以其极高的嵌锂比容量和广泛的来源脱颖而出。然而其在作为锂离子电池负极冲放电的过程中,体积会因为相变发生巨大的膨胀或收缩,这种体积效应会导致活性材料的粉化最终与集流体分离致使电池失效。硅材料的改性方法之一是将其与碳类材料进行复合,以碳类材料吸收硅材料在体积变化中产生的应力集中,达到提高硅材料循环性能的目的。本文采用用化学气相沉积的方法、硅烷为硅源,以碳纳米管、商业石墨、石墨烯为基体,制作了三种不同结构的硅碳复合材料。其中以碳纳米管为基体的复合材料有效地缓解了材料的体积效应,在冲放电电流为50mA条件下,首次放电比容量可达1357.5mAh/g;以商业石墨为基体的复合材料在同样条件下,50次循环后其可逆比容量依然可以稳定在500mAh/g;以石墨烯为基体的复合材料在同样条件下首次可逆比容量高达1087mAh/g,且具有优异的循环稳定性。三种复合材料中的碳基体不但可以缓解硅的体积膨胀,而且还增加了材料的导电率,明显改善了材料的电化学性能。