锂离子电池具有高能量密度、设计灵活性,以及轻量化、微型化等优点,是应用非常广泛的一类电池,随着当今社会的不断发展而逐渐成为关注的重点和研究的热点。锂离子电池发展的重点在于提高其比能量密度,而关键技术之一就是开发具有高能量密度的电极材料。其中,硅(Si)由于具有较大的理论容量而成为极具应用潜力的锂离子电池阳极材料。硅阳极材料在应用中存在的最主要问题在于,在充放电循环过程中较大的体积变化容易导致电极材料表面开裂甚至粉碎破坏。而解决这一问题的非常有前景的方法之一就是使用具有超弹性的形状记忆合金作为集电体材料,在一定程度上缓冲电极材料在充放电过程中的体积变化,从而提高锂离子电池的循环性能。本文通过热压烧结和磁控溅射两种方法尝试制备NiTi/Si复合电极材料,探索了制备的可行性,研究了制备工艺与材料成分、物相组成、显微结构及电池循环性能等之间的关系。主要内容及成果如下:1.通过热压烧结法制备NiTi/Si电极材料,探索了材料的结构演化及其对电性能的影响。该材料作为电极制备所得纽扣电池在循环初期出现较明显的比容量衰减,但循环至40次之后,比容量基本稳定在550mAh/g,电池循环次数明显优于传统集电体Si电极材料。2.通过磁控溅射法制备NiTi/Si电极材料,探索了制备工艺、材料成分、物相组成及微观组织对电池循环性能的影响。通过调节靶材成分得到了近等原子比的NiTi薄膜,Si薄膜厚度约为1.3μm,NiTi薄膜厚度约为1.1μm。该材料作为电极制备所得纽扣电池循环初期的比容量衰减程度得到抑制,且在循环至100次之后,比容量基本稳定在1495 mAh/g,远优于传统集电体Si电极材料。综合以上可见,通过热压烧结法及磁控溅射法制备所得的NiTi/Si复合电极材料较传统集电体Si电极材料具有较好的循环性能和稳定比容量。其中,通过调整磁控溅射过程选择的靶材成分及工艺参数,有望得到晶化程度较高的B2-NiTi与Si双层薄膜,是非常有潜力的锂离子电池阳极材料。