锂离子电池自日本索尼公司实现商业化以来,由于其具有环境友好、能量密度较高、工作范围广等优点,已广泛运用于各种可移动设备、电动汽车、储能系统等领域。但目前常用的石墨负极比容量只有372 mAh g-1,已难以满足人们在生活生产中对续航能力的需求,这促使人们寻求更高比容量的材料,在众多材料中,硅元素（Si）的理论比容量为4200 mAh g-1,被认为最有可能商业化的下一代高容量负极材料,但目前硅基材料存在体积膨胀大、电导率低、易形成不稳定的固体电解质中间相（SEI）膜等问题,使得它的性能难以令人满意,阻碍了其商业化的进程。本研究从粘结剂改性和碳包覆两个方面分别入手,开发了两种改善硅基锂离子电池电化学性能的材料,并对两种技术各方面做了相应的比较分析。主要研究内容如下:1.新型高性能三维聚合物粘结剂的制备及性能研究我们以羧甲基纤维素（CMC）为骨架,丙烯酰胺（acrylamide缩写为AM）,丙烯酸（acrylic acid缩写为AA）为支链,通过交联接枝制备具有3D结构的CMC-NaPAA-PAM粘结剂,并开发了乙醇洗涤除去未反应单体的创新步骤。聚丙烯酰胺（PAM）具有很强的附着力,有助于在电极表面形成SEI膜。结果表明,CMC和带有羧基的聚丙烯酸（PAA）不仅增强了集电器与硅纳米颗粒（SiNPs）之间的结合力,而且改善了 SiNPs之间的键合。因此,在活性物质Si的负载重量约0.75 mg cm-2条件下,即使经过150次恒流充放电,依然保留了1210.7 mAh g:1的高可逆容量。2.生物基N掺杂rGO/C@Si复合材料结构及电化学性能研究。我们通过简单的一步热解方法,不添加还原剂,制备了以可再生原料壳聚糖为氮源和碳源,以GO为添加剂的高性能N掺杂rGO/C@Si负极材料。由于包含生物质无定形碳层和rGO,该双功能导电层不仅减轻了在锂化/去锂化过程中的应力保持电极完整性,而且还补偿了Si的不良电导率。实验证明,氮掺杂可有效提高电解质和电极界面的润湿性,非晶碳对锂的亲和性也大大提高。因此,设计的N掺杂rGO/C@Si负极材料显示出令人满意的循环性能（在420 mAg-1的条件下进行150次循环后保留1115.8 mAh g-1）和倍率性能（在4200 mA g-1的条件下实现1077.4 mAh g-1）。通过对两种技术进行对比,我们发现碳包覆改性可获得倍率性能较好的硅/碳复合负极,而粘结剂改性成本低,用于硅负极时其循环寿命较长、体积容量高。