为了顺应社会生产发展的需要,能源器件中大热的锂离子电池一直面对着提高比容量,降低材料成本,简化生产工艺等各种亟待解决的问题。硅作为地球上含量第二丰富的元素,无论其单质或其氧化物都体现了与锂离子超高的结合能力以及较低的放电平台,因此硅基材料成为了当下最有潜力的锂离子电池负极材料。单质硅用作锂离子电池负极材料理论比容量高达4200m Ah/g,是目前流行最广的商用石墨电极(372m Ah/g)的十多倍,而且放电平台在0.2V附近,但是由于硅单质在充放电循环中与锂离子发生化学反应形成硅锂合金体积变化超过300%,导致电极材料整体容易发生破碎,脱离等现象,使得电池的容量迅速衰减,循环稳定性得不到保障。本文中为了减小因材料体积变化导致的电池性能衰减问题,利用盐酸多巴胺作为碳源物质对单质硅颗粒进行了包裹,并通过刻蚀在碳与硅颗粒之间形成了一层空腔,得到了Si@void@C结构纳米材料,既避免了电解液与硅颗粒的直接接触导致的硅的损耗,同时允许硅在内部空腔尽可能的与锂结合,保证了电池的比容量的同时也大大增强了电池的循环稳定性。该方法相对于前人的成果在工艺上减少了原料的引入,并减少了工艺步骤。硅最具有代表性的氧化物二氧化硅作为锂离子电池负极材料同样具有相当高的理论比容量(1965m Ah/g),放电平台在0.1V到0.7V之间,虽然二氧化硅的体积膨胀效应不像单质硅那么明显,但是该材料巨大的电阻严重影响了结合锂离子的能力,在电池内部锂离子会选择电阻最低的路径进行扩散,难免会出现因“绕路”出现的材料充放电不完全的现象。为了减小电极材料电阻,本文利用葡萄糖作为碳源对二氧化硅进行了包碳处理,得到了Si O2@C复合结构纳米材料,通过导电性更高的碳为二氧化硅颗粒之间构建一座桥梁使得锂离子能够充分与二氧化硅结合从而提高比容量。同时通过比较不同形貌尺寸的二氧化硅的电池性能分析了尺寸对二氧化硅电池性能的影响,以及不同碳含量对材料导电性的提升。