储能技术的研究和发展一直受到世界各国的重视。电力储能系统已被视为电力系统安全经济运行的重要环节。目前,电力储能电池主要以锂电池为主,如何提高锂基储能电池的容量是当下研究的热点。硅作为当前最有可能实现大规模商业化的锂电池负极材料之一,具有比容量高、工作电压高、原料储量丰富等优点,在锂基储能电池负极方向具有重要的研究意义。但硅基材料在循环过程中体积变化大,容量衰减快,严重制约其发展及应用。本文通过将硅纳米材料与功能碳材料进行复合,极大的改善硅材料的储锂性能。本文采用80～100 nm的硅颗粒作为原料,通过在纳米硅颗粒表面进行碳包覆来缓解硅材料在循环过程中的体积膨胀。本文创新性地使用聚偏二氯乙烯（PVDC）为碳源,利用硅材料与PVDC之间发生的限域化学反应,制备了一种核壳结构的Si@C复合材料,该核壳结构可以显著提高硅材料的电化学性能。具体的,在混合过程中,高分子态的PVDC首先吸附在纳米硅颗粒表面形成高分子膜,高分子膜经高温热解后可在纳米硅表面形成超薄的包覆碳层。这种超薄碳层可以有效缓解纳米硅颗粒在循环过程中体积膨胀的问题,同时也避免了纳米硅颗粒的团聚。进一步,我们将制备的Si@C复合材料组装成扣式电池进行测试,在200 mAg^-1的电流密度下,其首圈放电比容量可达1785.9 mAhg^-1,100圈循环后可保持878.5 mAhg^-1。此外,扣式电池电化学阻抗测试表明,具有碳层包覆的纳米硅材料和纯硅相比,其接触电阻明显减小,这得益于超薄的碳层为电子传输提供了优良的通道,在不同电流密度下均显示出不错的倍率性能。为了进一步提升硅碳复合材料的电化学性能,本文对上述核壳结构进行优化。在Si@C复合材料的制备过程中加入鳞片石墨,并改进工艺,制备了 Si/G@C复合材料,进一步提高复合材料的导电性。具体的,采用液相球磨高效的将纳米硅颗粒与鳞片石墨均匀混合,高温热解PVDC可以将纳米硅颗粒原位碳包覆且与鳞片石墨紧密联接。该结构可以有效抑制纳米硅颗粒的团聚,且充分发挥导电缓冲基体的作用,使Si/G@C复合材料的电化学性能相对于Si@C复合材料有明显的提升。此外,调整Si/G@C复合材料中硅含量的占比后发现,Si30/G@C（即Si占30 wt.%）复合材料所组装的扣式电池具有相对较高的放电比容量和良好的循环稳定性及倍率性能,在200 mAg^-1的电流密度下循环100圈后仍能保持745.6mAhg^-1的放电比容量,相应的单圈容量衰减率只有0.21%且不同电流密度下均表现出较好的循环性能。