锂离子电池（LIB）在电动汽车和电网存储领域中具有广阔的前景,但是,目前商用石墨负极的372 mAh g-1的有限可逆容量与差的倍率性能不能满足高能量密度的锂离子电池开发需求,激发了替代负极材料的研究。一氧化硅（SiO）负极材料由于其高理论比容量、合适的锂脱嵌电位、低成本、储量丰富等优势而成为锂离子电池负极材料的候选之一。然而,SiO负极材料的大体积膨胀（约200%）,低首次库伦效率（约60%）和低电导率(6.7×10-4 S cm-1)等缺陷制约着其产业化的发展。本论文以微米级SiO作为原材料制备了一氧化硅/碳复合负极材料,并通过多重掺杂来改善材料电化学性能,在此基础上,通过添加钛酸四丁酯引入二氧化钛进一步改性提高材料的首次效率。结合杂原子掺杂与第二相包覆得到了电化学性能显著提升的SiO基新型复合负极材料。通过电化学分析得到,材料的容量与循环保持率随氮原子的掺入而提升。对比不同烧结温度与烧结时间样品的电化学性能后得到850°C×4 h为试验的最优条件。通过探索对复合材料电化学性能的影响,得出本试验的最优试样比。在此条件下,碳包覆层与氮原子的相结合能促使一氧化硅/氮掺杂碳复合材料（SiO/NC）复合材料显示出比SiO更好的电化学性能,在电流密度为0.1 A g-1时测得SiO/NC的首次可逆容量和初始库伦效率分别为1294 mAh g-1、70.6%,与原始SiO的998 mAh g-1、61.2%相比有明显提升,SiO/NC在4 A g-1的电流密度下释放出539 mAh g-1脱锂容量,而SiO仅能提供的155 mAh g-1。此外,SiO/NC在1A g-1经历200次循环后的容量保持率达到88%,远高于SiO的10.2%。通过引入额外的磷原子调控掺杂氮的键合构型,分别研究磷酸与植酸作为磷源,以及磷源添加量与烧结温度等因素对制备材料电化学性能的影响。对比不同烧结温度与烧结时间样品的电化学性能后得到最佳试验的最优条件后,在选用不同的掺杂比例处理样品以得到最优性能,通过电化学分析得到,SiO/NC经过通过引入额外的磷掺杂后,性能在一定程度上都有所改善,尤其是磷酸处理后的样品,首效进一步提高,容量保持率也明显增强。通过电化学性能分析与材料表征分析发现,在引入磷掺杂后,较大尺寸的磷原子代替碳原子将扩大碳层的平面间距,诱发更多的缺陷和边缘部位并得到了高含量吡啶氮,高含量吡啶氮的引入被认为是提高电化学性能的有效方法。一方面,它可以增强电子导电性。另一方面,它可以通过诱导更多缺陷的形成来促进锂离子的扩散,并具有较高的反应活性,有利于锂脱合金反应,研究发现,当性能最优时,SiO/NPC的首次库伦效率为72%,300个循环周期后的容量为初始的96%,且在4 A g-1的大电流密度下具有650 mAh g-1的可逆容量。而未掺杂磷的样品的首次充放电效率为70.6%,300圈后保持率仅为51.4%,充电比容量在4 A g-1仅为539 mAh g-1。采用简单的“一锅式”烧结改性方法,通过二氧化钛与一氧化硅歧化产生的二氧化硅反应生成硅酸钛（Ti SiO4）的方式减少了锂在首次嵌入过程中的损失,显著提升了材料的首次效率。二氧化钛与一氧化硅中的非晶二氧化硅反应形成硅酸钛,消耗由一氧化硅在高温下的歧化反应产生的二氧化硅,有效地减轻了锂离子和二氧化硅之间的副反应有利于提高材料的初始库仑效率。此外,硅酸钛在循环过程中是稳定的并且可以作为缓冲层缓解循环过程中一氧化硅的体积膨胀,从而提高循环稳定性。用钛酸四丁酯改善一氧化硅性能,分别研究了不同温度、不同钛复合量以及是否包覆碳层对材料初始库仑效率等电化学性能的影响。通过电化学分析得到经过二氧化钛改性后,样品性能在一定程度上都有所改善,处理后的SiO@Ti SiO4/C样品在首次效率达到77.9%,SiO首效仅为61.2%,此外,SiO@Ti SiO4/C样品在150次循环后的容量保留为初始容量的87.9%,充电比容量在4 A g-1的下大电流密度为486 mAh g-1。