电化学储能的新能源材料开发是近几十年来一个非常热门的科学研究领域。其中,锂离子电池被认为是最具前景的电化学储能系统之一。作为一种正在兴起的二维碳材料,石墨烯具有一系列优异的物理、化学性质。通过对石墨烯材料的结构调控或功能化,以及将石墨烯作为电化学活性物质的载体,均能够实现材料能量储存性能的有效提升。过渡金属氧化物具有很高的理论电池容量,是一类很好的锂离子电池电极材料。本论文以石墨烯作为载体框架,通过与过渡金属氧化物的复合,合成了功能化石墨烯电极材料,并研究了其在锂离子电池负极领域的应用。主要的研究内容如下:以氧化石墨烯、钨酸盐和钼酸盐为前驱体,通过调控反应物中两种金属盐的比例,在石墨烯片层表面生长了由氧化钼-氧化钨复合纳米片连接而成的网状结构。这种独特的“面对面”负载方式能够有效地改善电子和锂离子在材料内部的传输,同时,三维网络结构的石墨烯基底缓冲了金属氧化物在锂离子反复脱嵌过程中的体积变化,结合氧化钼-氧化钨复合纳米片自身的纳米尺寸效应,从而有效抑制了材料的破裂与脱落。因此,该材料表现出了较高的可逆电池容量以及优越的循环稳定性和倍率性能。在200 m A g^-1的电流密度下循环100圈后,仍具有951.6 m Ah g^-1的可逆容量,库伦效率能保持在99.2%;且在1000 m A g^-1的电流密度下仍能保持816.3 m Ah g^-1的可逆容量。