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随着世界经济的不断迅速发展和环境保护意识的增强，人们对高性能、无污染的电池的需求越来越迫切。镍氢电池具有质量轻、体积小、性价比高、环保安全等一系列优点符合人们对二次电池的需求。经过全球科研工作者的共同努力，一系列高储氢比容量的合金负极材料相继被开发出来。在众多电池体系中，钴基合金和钴基复合材料吸引了众多科研工作者和新能源企业的目光。本文通过高能球磨法制备了Co-B系列合金和Co-石墨烯复合材料，研究了它们的结构、形貌和电化学性能，并初步探讨了Co基储氢材料的电化学反应的机理。(1)球磨法一般采用500rpm以下的转速制备合金材料，能量密度相对较低；本文采用高能球磨法(600、800、900rpm)制备系列Co-B合金；Co-B系列合金在600、800和900rpm转速下随着球磨时间的延长Co、B单质迅速非晶化、合金化；在600和800rpm转速下，球磨时间增加到5h及以上时，各组分的合金均呈现非晶态结构；而在900rpm转速下，球磨1h及以上，晶态Co、B单质完全消失，出现了大量的结晶态中间化合物。合金材料在800rpm转速下球磨时非晶化效果最佳，更容易使合金处于不稳定的高能量状态，有利于合金储氢活化能的降低，有利于合金与H发生反应。随着球磨时间的延长合金材料的颗粒直径逐渐减小，球磨时间过长会出现“逆粉碎”现象，合金颗粒直径增加。(2) Co-B系列合金材料均能在前2次充放电循环内达到最大放电比容量，活化性能良好；CoB、Co2B和Co3B合金材料在球磨20h时均达到最大放电比容量603.3mAh/g、638.4mAh/g、379.7mAh/g；大电流放电性能研究表明：Co-B系列电极材料经过活化以后的最大放电容量一般达到600mAh/g以上；Co2B材料经过球磨20h以后，在充放电速率为100mA/g的电流密度下能达到771.04mAh/g的放电容量；球磨15、20h的CoB和Co2B合金在500mA/g的充放电电流密度下具有最佳的电化学性能。(3)本文分别采用200、400、600、800rpm的转速制备了Co-石墨烯系列复合材料；研究发现：在400rpm转速下材料的复合效果最佳；而在200rpm转速下，材料的复合效果不理想；在600和800rpm转速下，材料中出现了结晶相Co3C，超出了复合材料范畴；Co-石墨烯复合材料在400rpm转速下经过10h球磨复合，材料中存在部分Co单质结晶相，并没有出现其它结晶相；SEM显示复合材料中Co颗粒和层状石墨烯之间呈汉堡式夹层结构。(4)不同组分的Co-石墨烯复合材料均能在前4次充放电循环内达到最大放大比容量，活化性能良好；随着Co含量的增加，复合材料电极的最大放电比容量先增加后减小，且在Co与石墨烯质量比例为6:1时达到最大值900mAh/g，为Co单质放电比容量(184mAh/g)的4.9倍。第20次充放电循环的放电比容量最高达到583mAh/g，容量保持率为69.8%；复合材料的循环稳定性远远优于Co-B系列材料。高倍率放电性能测试表明，在不同成分的复合材料电极的高倍率放电性能随着放电电流密度的增加均有所下降；随着Co含量的增加，复合材料的高倍率放电能力逐步先增加后降低；并在Co与石墨烯比例为5:1时，复合材料的高倍率放电能力最佳，材料的高倍率放电能力出现最大值(83.62%)，且随放电电流密度变化材料的高倍率放电能力变化不大，该成分复合材料具有最佳的高倍率放电性能。