当硅(Si)用作锂离子电池负极材料时，虽然具有超高的理论嵌锂容量(4200 mAh/g)，但单一的Si存在电导率低和体积膨胀率大的问题。对此，本论文借助石墨烯独特的二维纳米结构及其优异的导电性，以之作模板，构建具有“三明治”结构的Si/C-graphene-Si/C纳米复合材料，以弥补单一Si用作负极材料时的不足。该结构的优势在于:(1)Si是以纳米结构存在在石墨烯的两面，有效增大了锂离子(Li+)在其基体内的扩散速度和电子的迁移速度;(2)石墨烯及多孔碳优异的导电性可以有效弥补纳米Si在充放电过程中电导率低的不足;(3)该纳米结构为中孔“三明治”结构，不仅为纳米Si在脱嵌锂过程的体积膨胀提供了有效的空间，而且柔性“三明治”纳米结构能有效缓冲纳米Si在体积膨胀中的应力。本论文的研究内容包括:(1)采用水热法合成“三明治”结构的SiO2-graphene-SiO2;(2)在“三明治”结构SiO2-graphene-SiO2制备的基础上，采用水热法，以蔗糖为碳源，制得“三明治”结构的SiO2/C-graphene-SiO2/C;(3)采用镁热还原法，制得“三明治”结构的Si/C-graphene-Si/C，并得到以下主要结论:　　(1)SiO2-graphene-SiO2纳米复合材料具有“三明治”层状结构，由两边的SiO2纳米颗粒层将石墨烯包裹在内。复合材料中约含有5％的石墨烯以及94％的SiO2;　　(2)镁热还原实验中，NaCl添加剂的加入非常重要。镁热过程中添加NaCl能降低体系的局部温度，保护材料的整体结构，还能预防β-SiC杂质的生成。镁热实验中所加入的SiO2/C-graphene-SiO2/C样品与NaCl的质量比为1∶18;　　(3)Si/C-graphene-Si/C纳米复合材料具有“三明治”层状结构，由Si和C元素将石墨烯包裹在内，以及一些碳块。材料中出现Si的XRD以及Raman特征峰。材料的比表面积、孔容、平均孔径分别为332m2/g、0.99cm3/g和11.8nm。复合材料首次放电容量为2304mAh/g，首周库伦效率为44.7％，经过100次循环后库伦效率提升至98％。材料在前十次循环中容量损失约64％，经过100次循环后放电容量基本保持在427mAh/g，仅保持了约18％的能量，容量损失较大。