化石燃料的不断耗竭以及引起的一系列环境污染问题使得新能源的研发备受关注。新型可再生的储能体系中,锂离子电池由于其体积小,能量密度高,使用寿命长,循环稳定性好,可持续环保等优点,被广泛用于电动汽车,便携式电子产品等储能领域。电极材料作为影响锂离子电池性能的重要部分,研究开发性能优异的电极材料显得尤为重要,其中,硅基材料作为锂离子电池负极材料中理论比容量最高的一种体系,一直以来被当作研究的热点,而为了改进其在充放电过程中导电性差,体积膨胀率高等缺点,一系列硅基复合材料被研发出来。稻壳作为天然生物质的一种,其储量丰富,其中存在高含量的二氧化硅以及其他有机成分,且天然生物质中的结构有着不同于合成材料结构的优势。将稻壳既作为硅源又作为碳源,同时提供其结构作为支架,制备一系列硅基复合物并将其用于电池电化学性能测试,并对比了电池材料体现出的循环及倍率性能。主要的研究内容及研究结果如下:1.二氧化硅/碳及银纳米颗粒/二氧化硅/碳复合材料:以稻壳同时为硅源和碳源,在不同温度下,隔绝空气高温煅烧得到一系列二氧化硅碳复合材料,得到的复合材料作为锂离子电池负极材料进行电化学性能测试,在900℃煅烧得到的复合材料的循环稳定性最好、充放电比容量最高,经过连续充放电150圈后,比容量仍有6e0mAhg-1。之后在该材料表面沉积银纳米颗粒,得到银纳米颗粒/二氧化硅/碳复合材料。由于沉积的银纳米颗粒提高了复合材料的导电性,同样进行电化学性能测试时,负载银纳米颗粒的材料体现出更优异的循环及倍率性能。2.硅/碳及银纳米颗粒/硅/碳复合材料:以稻壳同时为硅源和碳源,镁热还原直接得到硅/碳复合材料,180圈循环后,Si/C复合材料的比容量仍能保留560 mAh g-1。之后在该材料表面沉积银纳米颗粒,得到银纳米颗粒/硅/碳复合材料。将两种材料作为电池负极材料分别进行电池性能测试,银纳米颗粒负载材料仍显示出更优异的循环和倍率性能,100圈循环过后,Ag/Si/C复合材料的放电比容量稳定在630 mAh g-。3.硅/二氧化钛复合材料:以稻壳作为硅源,首先在空气中煅烧得到二氧化硅,再经镁热还原得到硅,之后利用溶剂挥发法在得到的硅表面包覆二氧化钛层,通过控制溶剂的量得到二氧化钬厚度不同的硅/二氧化钛复合材料。该材料具有以硅为核,二氧化钛薄层为壳的壳核结构,在无定形的二氧化钛薄层作为缓冲层的保护下,得到的复合材料用作电极负极材料时相比于单纯的硅表现出高循环比容量,且二氧化钛厚度增大反而导致电化学性能的下降,Si/TiO2-5材料组装电池得到的比容量最高,在100mAg-1电流密度相下循环100圈后,放电比容量仍有412.95 mAhg-1。硅基材料作为锂离子电池负极材料有着广泛的研究前景。本论文以天然生物质稻壳为硅源和碳源,并利用其天然结构特点,制备一系列硅基复合材料,并将得到的复合材料作为锂离子电池负极材料用于电化学性能测试。研究表明,制备过程很好的实现了废物利用,大大降低了实验成本,得到的材料也具有较好的电化学性能。本论文工作实现了废物利用,环保可持续这一想法,简化了材料的合成步骤,为之后材料制备选材及合成路线方面的研究提供了思路。