锂离子电池作为一种新的绿色能源,在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。负极材料作为锂离子电池的关键组成部分之一,它的性质直接决定了锂离子电池的电化学性能。目前大多数锂离子电池的负极材料使用石墨等碳材料,但石墨材料的理论比容量只有372m Ah.g-1,已经不能满足当前电池所需的容量。硅基负极材料具有较高的理论比容量(4200m Ah.g-1),且对环境友好、成本低廉,被认为是最具潜力的锂离子电池负极材料。然而,硅在充放电过程中有着致命的缺点,巨大的体积膨胀效应和本征电导率低,导致电池的首次库伦效率低,不可逆容量高,循环稳定性差等问题。针对以上问题,本论文设计和制备了具有不同微观结构的硅碳复合材料,解决了硅基材料作为负极材料的缺陷,以提升其电化学性能。本文主要围绕以下三方面开展:（1）利用硅烷偶联剂KH-560和两性离子表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）作为分散剂,对纳米一氧化硅（SiO）颗粒改性。通过沉降测试筛选出最佳实验条件,红外光谱显示改性后的纳米SiO表面有含氧基团,通过XRD和电镜观察纳米SiO表面有一层有机物。这表明分散剂与纳米SiO反生反应,分散剂枝接到纳米SiO颗粒表面。另外,分散剂属于有机物,经过煅烧后成为无定形碳,还可改善SiO材料的性能。（2）利用氧化石墨烯（GO）和碳纳米管（CNT）的特殊结构特征及优异的性能分别构建“汉堡”状结构和“鸟巢”结构,以抑制颗粒在充放电过程中的体积膨胀效应。另外,氧化石墨烯和碳纳米管具有较大的比表面积和中空孔道,提供更多的储锂位点,为锂离子的传输提供通道。根据电化学测试数据可知,改性SiO/GO材料和改性SiO/CNT材料的首次放电容量分别为1898m Ah.g-1和2470m Ah.g-1,首次库伦效率为54.8%和50.4%。其比容量有很大提升。另外,经过100次循环后两种材料的比容量分别为680m Ah.g-1和685m Ah.g-1,容量保持率为64.74%和54.0%。其循环稳定性明显高于未改性SiO材料,表明氧化石墨烯和碳纳米管的加入很好地改善了SiO结构上的缺陷。（3）将碳纳米管和氧化石墨烯混合,共同构建新的结构,形成新的改性SiO/CNT-GO材料,来弥补SiO结构上的缺陷。该材料的首次充放电容量分别为2402m Ah.g-1和1371m Ah.g-1,首次库伦效率为57%。在100次循环之后该材料的比容量为821m Ah.g-1,容量保持率高达59.9%。改性SiO/CNT-GO材料的循环稳定性有了很大提升。这主要是因为碳纳米管和氧化石墨烯结构优势结合,在碳纳米管形成“鸟巢”结构的基础上,氧化石墨烯又对其分层形成更小的立体结构,纳米SiO颗粒填入其中,更好地抑制了纳米SiO的体积膨胀。这种结构可以提高比容量的保持率,不可逆容量减少,循环稳定性增强。