当前,锂离子电池（LIBs）以其不可替代的性能和环境优势迅速占领了便携式电子设备市场,且能量密度不断提升,已完成国家提出的300 Wh kg-1的短期目标。目前以及未来一段时间内,成熟的石墨仍然会是负极市场的首选材料。但是,石墨的低容量特性注定了其不能满足越来越苛刻的市场需求,需要开发设计高比能量的正负极材料。硅基材料（Si）因其高容量特性而被科学家们关注并研究,且其储量非常丰富,为开发新的高容量负极材料提供了新的思路和方向。但是,目前尚不能完全解决硅材料巨大的体积效应和低导电率的问题,此外技术不成熟、不具备大规模投产应用的条件等难题同样阻碍硅基材料的发展。目前,在硅基材料中引入预留的孔隙空间和导电骨架被认为是从根本上改善硅基负极电化学性能的最有效策略。本文针对硅的失效机制,基于多孔硅颗粒、选取了碳纳米管和碳纳米纤维两种碳基质,设计了以下两种结构:（1）将镁热还原得到的硅纳米颗粒（SiNPs）用C-Shell和二氧化硅（Si O2）（Si@C@Si O2）双重包覆。再采用乙炔沉积法在上述得到的前驱体微球上原位生长碳纳米管（CNTs）,并用氢氟酸蚀刻二氧化硅层形成空腔层,得到Si@C@v@CNTs（Si/CNTs）复合材料。Si@C@Si O2外表面的Si O2涂层为化学气相沉积（CVD）提供了生长柔性CNTs网络的活性位点。研究结果表明,原位生成的CNTs网络不仅可以缓冲SiNPs内部的体积变化,抑制CNTs和SiNPs的团聚,而且可以增加内部Si-yolks与CNTs网络之间以及不同Si/CNTs微粒之间的导电接触,从而提高了电子电导率和倍率性能。这种新型Si/CNTs复合材料经历100次充放电循环后的放电容量维持在912 m Ah g-1(0.1 A g-1)。（2）采用简单的静电纺丝法将SiNPs掺杂到碳纤维网络中,制备了三维互联的硅碳复合纤维膜（Si/CNFs）。得益于碳纤维导电网络的结构优势,硅材料巨大的体积效应和低导电率的问题得以缓解,该Si/CNFs膜100次充放电循环后的放电容量仍维持在718.7 m Ah g-1。最重要的是,此Si/CNFs膜可以直接作为电极片使用,简化了电池组装工艺,而且无粘结剂硅基材料更有利于硅材料的容量发挥。总之,该过程制备方法简单,且简化了电池工艺,可操作性强。