鋰電池使用Si材料做負極，理論上具有超高的理論比容量3590mAh/g和較高的工作電壓，被認為是最有希望替代商業用石墨的負極之一，且資源豐富，環境友好 。然而，目前鋰電池使用Si負極的實際應用受到多重阻礙。主要原因是Si在完全脫鋰后體積變化較大，在反復的嵌鋰/脫鋰過程中產生膨脹/收縮應力，導致Si材料發生嚴重斷裂。這導致Si表面形成不穩定的固體電解質界面膜，不斷消耗電解質，從而導致快速的不可逆容量損失和較低的初始庫侖效率。此外，Si固有的低電導率和低鋰離子擴散系數，也顯著影響Si電極的倍率性能和庫倫效率。這些問題必須在硅電極的實際應用之前得到解決。

在過去，人們致力于提高硅基負極材料的電化學性能。通常是將硅的顆粒尺寸減小到納米級或者具有非晶結構特征時，這樣可以釋放由于體積變化過大而引起的結構應力。然而，納米硅顆粒具有較大的表面能，容易發生團聚從而導致容量的衰減，從而抵消了納米顆粒的優勢。除此之外，僅通過Si納米化對導電性差的問題也無明顯改善。因此，將Si與其他材料通過合適的制備方法進行復合得到硅基復合材料，利用其他材料的物理特性來改善單質硅的電化學性能。

其中，較為理想的方法是將納米硅顆粒與結構穩定且導電性能優異的基體材料復合，在充分發揮硅材料高容量的同時，用基體材料緩解硅的體積膨脹效應并提供電子和鋰離子的傳輸通道。硅基復合材料是高容量鋰離子電池負極材料的重要發展方向，目前大量的研究工作集中在硅/金屬復合材料，硅/碳復合材料以及二者的有效結合上。

目前，無論惰性金屬還是活性金屬作為基體材料與硅復合，對鋰電池整體電極的循環穩定性提升的效果均不明顯，且大部分金屬的價格較高。碳類材料具有優異的柔韌性、導電性、機械強度和循環穩定性，且來源豐富、成本低。大量研究工作表明，石墨、碳納米管、石墨烯和氧化石墨烯等碳材料，均可以通過不同制備方法與硅復合，有效地緩解硅的體積膨脹效應，并提高鋰離子和電子導通性，有效改善其電化學性能。因此，硅/碳復合材料一直是硅基復合材料的主要研究方向，也是目前鋰電池研究發展的方向之一。