硅作为很有发展潜力的锂离子电池负极材料，自从首次被提出来以后吸引了众多的研究人员，首先是因为它的理论比容量高达4200mAh g^-1，远高于传统负极材料石墨的理论比容量(372mAh g^-1)。此外，硅具有较低的嵌锂电位（低于0.5V），并且在地壳中具有很高的相对丰度（26.3%）。但是，硅材料在嵌脱锂过程中存在严重的体积膨胀和收缩（体积变化可达300%），易于导致硅粒破裂和粉化，导致硅粒子间及硅粒子与导电网络之间发生分离，进而失去电接触，致使容量迅速衰减，循环性能变差，这些阻碍了硅材料的广泛应用。为了克服硅的容量快速衰减的问题，全世界的科学家们针对纳米硅材料和硅基复合材料做了大量研究。纳米硅循环性能的提高可以归因于其绝对体积变化的减小。最近，一些科学家尝试制成硅与石墨、石墨化碳材料或其它碳材料、Ag、TiN、Si₃N₄等活性或非活性基体的复合材料，在一定程度上提高了硅基材料的循环性能。然而，这些方法只是在一定程度上提高了硅的循环性能，甚至一些方法还以牺牲比容量为代价，离实用化的要求还有一段距离。纳米过渡金属氧化物负极材料是新一代锂离子电池发展的重要方向，用于锂离子电池可以显著提高电池的倍率充放电性能和比容量。过渡金属氧化物TiO₂由于价格低廉、无毒和无污染等优点而备受关注。纳米TiO₂在充放电过程中具有结构变化很小、极化程度低等优势，从而具有良好的循环性能、可逆性和安全性能，显示出较大的应用价值。然而，TiO₂理论比容量只有335mAh g^-1,接近于商业化石墨的理论比容量(372mAhg^-1)，不能满足今后高容量锂电池的发展需求。因此利用Si和TiO₂之间的优势互补，制备电化学性能优异的Si/TiO₂复合材料具有强大的实用价值和现实意义。最近已经有很多研究人员尝试去利用Si和TiO₂之间的优势互补，制备电化学性能优异的Si/TiO₂复合材料。Zeng等人通过溶胶凝胶法在铜片表面制备介孔Si/TiO₂薄膜，介孔状的TiO₂成功抑制了Si的体积膨胀。然而，通过溶胶凝胶法在集流体上制备复合材料薄膜这种方法很难在实际中应用。Kim等人通过溶胶凝胶法在Si表面包覆了一层TiO₂，但只经过了20周循环，放电比容量便迅速衰减到了400mAh g^-1。本文利用简单的水热法制备出Si/TiO₂复合材料，相比于单纯的Si，Si/TiO₂复合材料在循环稳定性方面都有很大的提高，这主要归功于Si表面的TiO₂包覆层对Si的体积变化起到了缓冲层的作用。另外，TiO₂也为Si/TiO₂复合材料提供了一定得电化学活性。利用Si和TiO₂的复合虽然可以在一定程度上提高Si的循环稳定性，但是，因为TiO₂和Si都是半导体材料，致使Si/TiO₂复合材料导电性较差，Si的可逆容量不能完全表现出来。因此，我们在制备Si/TiO₂复合材料的过程中引入导电性很好的碳材料。一方面，碳材料可以很好的提高复合材料的导电性，使Si的可逆容量完全发挥出来；另一方面，碳材料也可以在很大程度上缓冲Si在重复充放电过程中的巨大体积效应。本文我们通过水热法制备出了Si/TiO₂复合材料，用溶胶凝胶法制备了Si/TiO₂/C复合材料，并测试了其物理性质和电化学性能，主要完成了以下几个方面的工作。1.采用水热法制备出Si/TiO₂复合材料。采用X射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱仪（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）和等离子体电感耦合发射光谱仪（ICP）对Si/TiO₂复合材料进行了物理性能表征。研究了Si/TiO₂复合材料的电化学性能，实验结果表明：与单纯的TiO₂相比，Si/TiO₂复合材料在容量上有很大的提高，同时相比于单纯的Si，有良好的循环稳定性。2.采用溶胶凝胶法制备Si/TiO₂/C复合材料。采用X射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱（Raman）和扫描电子显微镜（SEM）对Si/TiO₂复合材料进行了物理性能表征。研究了Si/TiO₂/C复合材料的电化学性能，实验结果表明：与单纯的TiO₂相比，Si/TiO₂/C复合材料在容量上有很大的提高，同时相比于单纯的Si有良好的循环稳定性。