硅的理论吸锂容量为炭素材料的十倍多，且二者的吸锂电位比较接近，成为了下一代锂离子电池负极材料的一个热点。目前硅作为锂离子电池负极材料的主要问题是在吸/放锂过程中，较大的晶格膨胀率使电极寿命急速衰减。 本文采用直流磁控溅射法在表面粗糙的Cu箔集流体上沉积了具有“三明治”结构的Si/Al/Si三层薄膜，并用各种手段对薄膜的表面及微观结构和电化学性能进行了表征。 在1.5～0.005 V(vs．Li<+>/Li)和0.1 mA/cm<2>条件下，该薄膜电极首次放锂量为0.88 mAh/cm<2>，循环100周后，放锂量仍能保持在0.61 mAh/cm<2>，为初始放锂量的70％。5 C和10 C时的容量分别0.2 C时的53.7％和16.4％。 XRD、HRTEM和SAED分析表明，该薄膜循环前后均为非晶态，该结构也许是维持其较好循环性能的主要原因。SEM和EDS结果表明：该薄膜循环前总厚度约为3.2 μm，循环100周后体积膨胀率约为250％；SEM和F TIR结果显示，在首次吸锂过程中有SEI膜的生成。EIS结果表明，随着循环次数的增加，极化电阻首先从46.9 Ω·cm<2>(第1周)降低到36.2 Ω·cm<2>(第50周)，而后又升高到47.3 Ω·cm<2>(第100周)。CV和容量微分曲线分析表明：在首次吸锂过程中有Li<,21>Si<,5>和Li<,13>Si<,4>两种合金产生；在以后的吸/放锂过程中不再有晶态物质生成。 为了验证薄膜电极在实际锂离子电池中的性能，装配了以商品化的LiCoO<,2>为正极的2032型扣式电池。实验结果表明，在2.5～3.9 v和0.1 mA/cm<2>条件下，该薄膜电极首次放锂量为0.74 mAh/cm<2>，循环110周后，放锂量增加到0.77mAh/cm<2>，并在以后的循环过程中保持稳定，循环300周后，放锂量仍能保持在0.75 mAh/cm<2>。5 C和10 C时的吸/放锂容量分别为0.2 C时的46.2％和21.5％。 研究表明，Al的加入不仅提高了Si膜的导电性，有效抑制了其电压滞后现象；而且也有效抑制了Sj膜的体积膨胀，使之具有良好的循环寿命。 本文制备的复合材料容量高、吸锂电位低、循环性能好，可望成为锂离子二次电池一种理想的负极材料。