目前，用于鋰離子電池和鋰離子電池中陰極的最有代表性的材料是石墨。由于石墨烯層的單軸取向，它表現(xiàn)出高度可逆的充放電行為，因此具有長的循環(huán)壽命。此外，當(dāng)石墨完全帶電時(shí)，即層間存在鋰離子時(shí)，電極電位是0VvsLi=Li+。這表明石墨可以表現(xiàn)出與純Li金屬類似的電位，因此，通過將鋰離子電池與石墨陰極和氧化物基陽極組裝可以獲得更高的能量。

然而，考慮到當(dāng)前對高容量鋰離子電池的需求，石墨的理論容量低(372mAh=g，837mAh=cm3)是石墨作為陽極材料持續(xù)使用的一個(gè)關(guān)鍵障礙。因此，為了開發(fā)高容量、高性能的鋰二次電池，開發(fā)非碳質(zhì)陽極材料是至關(guān)重要的。

在這些非碳質(zhì)材料中，Si是最合適的，因?yàn)樗哂懈叩姆烹娙萘?200mAh＝g和鋰反應(yīng)電位(vsLi＝Li+)。然而，Si遇到了一個(gè)關(guān)鍵問題，即在充放電過程中體積變化嚴(yán)重，導(dǎo)致可逆性差和容量迅速衰減。已經(jīng)提出了許多方法來減輕體積膨脹，例如金屬顆粒與鋰反應(yīng)的納米尺寸、與鋰反應(yīng)的多相合金的合成、以及活性的＝非活性的金屬配合物和鋰合金＝碳復(fù)合材料的合成。動力鋰離子電池由不同部分組成。

在本研究中，我們試圖通過合成硅炭黑（Si–CB）復(fù)合材料來解決硅中的體積膨脹問題。CB結(jié)構(gòu)是通過初級粒子在不同方向上的聚集而形成的，以形成由于隨機(jī)生長而在CB聚集體內(nèi)形成的不同方向和空間的網(wǎng)絡(luò)。因此，在體積膨脹的情況下，這些空間將用作緩沖來容納硅。