高能量密度锂离子电池的发展与正负极材料比容量的提升不可分割,石墨负极显然已经不能满足条件,而硅基负极材料具有高比容量、适宜的嵌锂电位以及丰富的储量而被称为取代石墨的下一代锂电负极材料。然而硅材料迟迟未能步入商业化的重要原因是在嵌锂的时候硅材料会发生体积膨胀（最高达到420%）,由此会引发电极结构坍塌、活性物质颗粒粉碎、SEI膜破裂重生等问题,这也是当前硅负极材料在科研中的急需突破的瓶颈。目前主流研究方向大致有硅材料的纳米化和Si O_x材料以及与其它材料的复合化。其中通过一定的结构设计,将Si与C材料复合在很大程度上可以改善硅材料的缺陷。本论文从硅材料的体积膨胀和界面稳定性问题入手,结合其它材料进行结构设计制备了两种硅基复合材料,通过多种表征手段和电化学性能测试分析来进行研究。第一种硅基材料为新型碳材料石墨炔（GDY）包覆纳米硅的蛋黄壳结构材料（GDY@void@Si）,这种材料的优势在于GDY具有优越导电性和机械强度,且双炔键和苯环构建的网状结构,允许锂离子在网格面内穿越,减小了锂离子的扩散传输阻力和距离,与具有缓冲结构的蛋黄壳体系相结合,更好地解决硅材料的体积膨胀问题。第二种硅基材料为有机导电聚苯胺与无机Li₂O-B₂O₃-Li F快离子导体双层包覆纳米Si材料（LBF@PAN@Si）,这是在第一种材料解决硅体积膨胀的问题上进一步解决其界面稳定性问题,该材料的优势在于有机包覆层的高韧性可以缓解结构坍塌、颗粒破碎,快离子导体层化学稳定性较硅材料更强,两者结合成双层包覆可以共同发挥其优势。GDY@void@Si材料采用模板法完成,通过物理表征证明了GDY的包覆以及蛋黄壳结构的存在。通过电化学性能测试发现,GDY@void@Si材料首次放电比容量为2880.28m Ah/g。在200m A/g电流下循环100圈之后比容量为1284.77m Ah/g,容量保持率为44.22%,而纳米Si循环100圈之后比容量为921.75m Ah/g,容量保持率为22.35%。在倍率性能测试中GDY@void@Si材料同样表现出更加优异的性能,尤其在经历大电流充放电后重回小电流时,GDY@void@Si材料充电比容量可以恢复到95.89%,纳米Si仅为77.12%。LBF@PAN@Si材料通过化学氧化法和溶液法完成,制备了LBF包覆量分别为3wt%、5wt%、8wt%、12wt%的四组材料,结果显示,双层包覆材料在首次库伦效率上均比纳米Si要高,最高的8wt%包覆量的材料可以达到87.52%;5wt%和8wt%的材料在循环100圈之后的比容量分别为1415.07m Ah/g和1325.70m Ah/g,容量保持率分别为41.56%和38.19%,相较纳米Si材料有了很大提升。