锂电池是一类由锂金属或锂合金为正极材料、使用非水电解质溶液的电池。

优点：绿色环保，不论生产、使用和报废，不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。

电池原理：
组成材料主要包括：负极材料、正极材料和隔膜。

在充放电过程中，锂离子在正负极之间来回运动。

充电时，锂离子从正极脱出，经过隔膜嵌入到负极中。

放电时，锂离子再从负极中脱出，重新回到正极。

由此可以看出锂电池的正、负极材料都要有良好的嵌入、脱出锂离子的能力。

一般来说，锂离子电池的总比容量是由正极材料的比容量、负极材料的比容量及电池的其它组分决定的，因此，我们迫切需要提高正负极材料的比容量。

负极材料：
碳材料：商业化锂电池负极材料一般为碳作为基质的材料，包括石墨、中间相碳微球、碳纳米管等。

虽然碳材料作为锂离子电池负极具有较好的循环性能，但已基本达到其理论极限容量（石墨理论比容量为372mAh/g），限制了电池的性能。

另外实际应用中也暴露出碳负极存在许多缺陷：在快速充电或低温充电易发生“析锂”现象引发安全隐患；有机电解液中会形成钝化层，引起初始容量损失；这些因素直接制约了锂离子电池的进一步发展。

因此，高能动力型锂离子电池的发展需要寻求高容量、长寿命、安全可靠的新型负极来取代碳负极材料。

其中锡基负极材料具有质量与体积比能量高，价格便宜，无毒副作用，加工合成相对容易等优点，因此一经提出就受到研究者的广泛关注。

研究表明，当负极材料的比容量在1000～1200 mAh/g时可以显著提高锂离子电池的总比容量。

在各种非碳负极材料中，硅的理论比容量为4200mAh/g，具有明显的优势，因此吸引了越来越多研究者的目光。

硅-非金属体系：在此复合体系中，硅颗粒作为活性物质，提供储锂容量;非金属相作为分散基体，缓冲硅颗粒嵌脱锂时的体积变化，保持电极结构的稳定性，并维持电极内部电接触。

目前主要有硅-碳复合体系、硅-玻璃/陶瓷体系、硅的氧化物、金属氮化物等体系。

其中,碳类负极材料具有良好的导电性，在充放电过程中体积变化很小，循环稳定性能好。

与硅结合可以很好的改善硅的体积膨胀，提高其电化学稳定性。

因此，硅-碳复合材料成为当前负极材料的研究的热点。