鋰離子電池因其能量密度高、循環壽命長、環保等優點，逐漸廣泛應用於便攜式電子產品和電動汽車。目前以石墨為負極的鋰離子電池容量還不能滿足電動汽車長續航的要求。矽基材料比容量大、放電平臺低、儲能豐富，是最有潛力的下壹代鋰電池負極材料。然而，矽基材料的商業化應用受到其自身因素的嚴重限制。首先是嵌鋰過程中體積變化較大，容易導致顆粒粉化，活性物質離開集流體，SEI膜不斷產生，最終導致電化學性能下降，如圖1，這是矽的失效機理示意圖；此外，矽基材料的電導率相對較低，鋰在矽中的擴散速率相對較低，不利於鋰離子和電子的傳輸；針對單質矽體積膨脹導致的循環穩定性差的問題，目前主要的解決方法是納米化和復合，實際應用主要是通過摻雜碳材料或設計修飾矽材料的結構末端來提高其導電性和鋰離子傳輸性。
本文利用掃描電鏡、粉末電導率和壓實密度測試設備，對不同摻雜比的矽碳材料和不同燒結工藝的矽基材料的形貌、電子電導率、壓實密度和抗壓性能進行了系統的測試和分析。