随着社会的发展以及工业的进步,人类对能源的需求越来越大。化石能源过度消耗以及对环境的污染加剧,使得发展光伏发电意义重大。光伏发电系统存在白天阳光充足产生过剩的电量、而夜晚缺少阳光发电不足的问题。为了使白天过剩的电量存储以供给夜晚使用从而对电能进行合理分配,采用锂离子电池将光伏发电电能储存,将对光伏发电系统产生的电能实现“削峰填谷”以及更加合理的使用。光伏发电系统对储能电源的要求主要有两点:(1)能够储存更多的光伏电池产生的电能;(2)使用期限长。锂离子电池由于容量大、无重金属污染、使用期限长,被认为是光伏发电系统中储能电源的最佳选择。目前锂离子电池有较高的储锂容量,但仍然有很大的提升空间。有效完善锂离子电池的正负极材料是提升锂离子电池容量的有效手段。就负极材料而言,因其较大的理论比容量(4200 mAh/g),硅负极被认为是下一代最有希望的锂离子电池负极材料。但是,硅作为锂离子电池负极材料存在体积膨胀且导电率低的问题。近年来采取很多方法来解决这两个问题,取得较好进展,但相应的锂离子电池尚未得到规模化生产和应用。这主要归因于以下2个方面的问题:(1)硅基负极在循环嵌脱锂过程中的体积效应仍然没有得到有效解决;(2)硅基负极材料的电导率较低。为了解决以上问题,我们采用嵌锂体积膨胀稍小的氧化亚硅材料作为研究对象,采用商业的氧化亚硅进行高温处理使其发生歧化反应,进一步与石墨混合合成导电性更好的氧化硅/石墨的复合材料,大幅提升了硅基负极材料导电性并有效减小了嵌锂膨胀问题,其电池性能得到大幅提升。将合成的氧化硅(m-d-SiO)和氧化硅/石墨复合材料(m-d-SiO/C)分别作为负极的活性材料装成纽扣半电池。结果表明m-d-SiO/C材料初次循环过程中比容量为1265 mAh/g,经过100次充放电过程,m-d-SiO/C材料的比容量依然维持在1100 mAh/g,库伦效率高于99.7%,有较好的电化学性能。相同条件下,m-d-SiO材料作为负极活性材料仅有720 mAh/g的可逆比容量,循环稳定性较差。此外,我们还采用含有金属杂质的硅材料通过化学腐蚀方式形成多孔结构,解决硅基负极嵌锂的体积膨胀问题。用盐酸腐蚀硅铝合金粉末然后与石墨不同比例混合球磨的方法得到多孔硅/石墨的复合材料(p-Si/C),使其作为负极的活性材料。结果表明硅的质量比为40%时多孔硅/石墨复合材料展现出优良的电化学性能。初次充放电过程中可逆比容量为1061 mAh/g,初次充放电过程中库伦效率达到80%以上。经过100次充放电循环,比容量依然维持在900 mAh/g,其库伦效率高于99.5%,有比较好的循环稳定性。