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随着手机,笔记本电脑等便携式工具的普及以及电动汽车等大型交通工具的兴起,传统的锂离子电池已经不能再满足人们的需求。因此,开发出具有高安全性,高比容量,以及优异循环性能的锂离子电池成为人们迫切追求的目标。硅具有4200 mAh g-1的超高理论容量,被视为新一代锂离子电池负极材料。然而,硅基负极材料也存在体积膨胀,颗粒粉碎以及固体电解质界面膜（SEI膜）不断变厚等问题,导致容量衰减严重,所以硅基负极材料目前难以实现商业化应用,现在的解决方法主要围绕在纳米化、合金化,多孔化等策略和表面包覆技术相结合的方法对硅进行改性。石墨相氮化碳（g-C3N4）作为一种新型无机非金属材料,因合成方便,软质相等优势,以及较高的热稳定性,耐酸碱,半导体性质等优点,已经广泛应用于催化,传感,器件等一系列的领域。本论文中,我们结合二维氮化碳材料的热稳定性与零维硅纳米颗粒的高比容量,通过原位复合和原位还原等手段将两者有效复合。通过复合结构设计,提高硅颗粒的分散性,增加与电解液的接触面积,提供储锂N活性位点等,解决目前硅所存在的部分稳定性问题,提高硅基负极材料的电化学性能,本文主要研究内容和结果如下:（1）通过探究固相烧结法的体系敞开与否等焙烧环境,制备出性能优异的g-C3N4材料。该g-C3N4的片层分布有序,不仅有利于与电解液的接触,还可以缓解体积膨胀带来的应力变化;适当的氮含量有助于导电性的提高,较高的吡啶氮含量提供了更多的储锂N活性位点。该g-C3N4在0.1 A g-1的电流密度下有着255.1 mAh g-1的初始放电比容量,循环120圈后有着70.8 mAh g-1的放电比容量。（2）使用溶胶-凝胶法和原位固相烧结复合法制备出一种Si@TiO2@g-C3N4复合负极材料。TiO2层可避免硅纳米粒与电解液直接接触,抑制SEI膜的持续增长,还可一定程度上提高电极的导电性。g-C3N4则可缓解体积膨胀,提供介孔通道和N活性位点等。在0.1 A g-1的电流密度下,该负极材料有着935.9 mAh g-1的初始放电比容量,循环50圈后还有着165.9 mAh g-1的放电比容量。（3）使用原位复合和原位镁热还原法制备出一种多孔Si@g-C3Nx复合负极材料。镁热还原得到的多孔硅和多孔g-C3Nx拥有更高的比表面积。此外,适当的N含量增加了导电性和吡啶氮的百分比,增加了更多的储锂N活性位点。在0.1 A g-1的电流密度下,多孔Si@g-C3Nx有着540.5mAh g-1的初始放电比容量,循环60圈后有着95.9 mAh g-1的放电比容量,明显高于多孔Si的55.2 mAh g-1放电比容量。综上所述,通过结合二维氮化碳材料与零维硅纳米颗粒二者的优势,我们提出了两种硅与g-C3N4的复合方案,一定程度上改善了硅的循环性能。本研究为无机非金属材料与g-C3N4的复合,g-C3N4对锂离子电池的电化学性能的提高,有一定的借鉴作用。