当前社会的能源短缺和环境污染问题日益突出,促使了新能源开发与利用技术的快速发展。超级电容器和锂离子电池等储能器件领域的研究受到了广泛的关注。其中储能器件的电极材料是决定其性能的关键因素。石墨烯由于具有高导电性,高比表面积以及优异的电化学稳定性等特点,在储能器件电极材料方面展现出广阔的应用前景。然而如果单一的石墨烯材料作为储能器件的电极材料时,会出现储能容量较低问题。相比之下,Cu（OH）₂和硅材料具有理论储能容量高、环境友好等优点,但是它们在充放电过程中会发生体积膨胀变化,破坏电极材料结构,导致较差的循环性能。因此本文制备了Cu（OH）₂/石墨烯复合材料和多孔硅/石墨烯复合材料,以改善其在储能器件中的电化学性能。具体研究内容如下:（1）Cu（OH）₂/石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器中的应用研究。采用基于溶液的双电极系统电化学方法,在泡沫铜表面一步原位合成了柏树叶状的Cu（OH）₂纳米结构/石墨烯纳米片复合材料。这种复合材料结构将促进电荷传输,并有效地减轻长期充放电过程中的体积变化。实验测试结果表明,该复合材料作为超级电容器的工作电极,具有优异的比电容、显著的倍率性能和超长的循环寿命。在1 mA cm^-2的电流密度下,Cu（OH）₂/石墨烯纳米复合材料具有317 mF cm^-2的高可逆比电容,在电流密度为2 mA cm^-2时具有优异的循环稳定性,经过20000次循环后初始容量保持率达到100%,并且在电流密度增大时具有优异的倍率性能。该合成方法为其它氢氧化物与石墨烯复合材料的快速制备提供了一条新的途径。（2）多孔硅/石墨烯复合材料的制备及其在锂离子电池中的性能研究。利用化学法刻蚀得到了多孔硅纳米颗粒,通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,然后采用高温热还原法制备了石墨烯包覆多孔硅纳米颗粒的复合材料。该复合材料作为锂离子电池工作电极,在0.1A g^-1的电流密度下,循环50圈后比容量仍能达到854 mAh g^-1,表现出较好的储锂性能和循环稳定性。这主要归因于硅的多孔结构和石墨烯包覆的协同作用。硅的多孔结构能够缓解循环过程中发生的体积变化,并提供大的比表面积易于电解液锂离子的快速传输。石墨烯包覆不仅能提高复合材料的导电性,还可以抑制硅发生的体积膨胀提高复合材料的结构稳定性。此外,本文利用球磨法制备的多孔硅/石墨复合材料,在0.1 A g^-1的电流密度下,50圈循环后比容量仍能保持628 mAh g^-1。球磨多孔硅/石墨复合材料的制备方法简单并且成本很低,具有广阔的应用前景。