锂离子电池因具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长、环境友好、无记忆效应等优点，已经广泛应用于便携式电子器件和纯电动/混动交通工具当中。但是，目前锂离子电池的性能还不能完全满足消费者对它的需求，其中，负极材料是制约其整体性能的关键因素之一。3d过渡金属氧化物由于具有理论容量高、原料丰富、合成方法简单以及安全性能好等优点得到研究者广泛的关注，但是高的首次不可逆容量和较差的循环稳定性成为了其实现产业化的壁垒。研究表明，材料的组成及形貌对其电化学性能具有非常重要的作用。本文综述了锂离子电池负极材料最新的研究进展，针对过渡金属氧化物首次不可逆容量高及循环稳定性差的问题，以NiO、CuO及Cu2O为研究对象，通过设计合成一系列新颖的复合材料来改善其电化学性能。　　针对NiO材料作为锂离子电池过渡金属氧化物负极材料时首次不可逆容量高及循环稳定性差的问题，从材料的形貌和导电性两方面来提高材料的电化学性能。以不同链长的脂肪胺作为沉淀剂及表面活性剂通过简单的水热反应及后续煅烧的方法制备了不同尺寸的NiO纳米薄片，并利用十八胺在高温下的还原性在Ni(OH)2材料中原位生成单质镍纳米颗粒制备出Ni-NiO纳米薄片。研究表明，材料的形貌和组成对其电化学性能具有重要的影响。电化学测试结果显示，随着NiO薄片比表面积的增大，首次放电容量增大，但首次不可逆容量也随之增大，镍纳米颗粒的存在可以显著提高材料的首次库伦效率和循环稳定性，Ni-NiO的首次库伦效率由纯相NiO的68％提高到71.2％，在100 mA/g的电流密度下循环50次后可逆比容量为506 mAh/g且基本保持稳定，而纯相NiO的可逆比容量仅为269.1 mAh/g。　　为解决过渡金属氧化物循环稳定性差的问题，通过简单的置换及后续煅烧的方法在三维多孔泡沫镍表面原位生成Cu-Cu2O、CuO、CuO-NiO三种材料，得到了三种三维多孔无粘结剂金属氧化物负极材料。三维多孔结构不仅可以保证活性材料与电解液更充分的接触，还可以有效缓冲充放电过程中材料体积的巨大变化。活性材料与集流体之间紧密的接触可以实现电子的快速传输从而提高反应动力学。活性材料直接作为锂离子电池负极材料而未使用额外的导电剂和粘结剂，可以有效减小颗粒间的界面阻抗。电化学性能测试结果显示，Cu-Cu2O和CuO具有非常好的循环稳定性，在100 mA/g的电流密度下循环50次后可逆比容量分别为363.6和601.5 mAh/g，分别达到理论容量的96.9和89.3％。两者同样表现出优异的倍率性能，当电池分别在100、200、500、1000和100 mA/g的电流密度下各循环10次后可逆比容量分别为372.1和602.2 mAh/g。　　进一步优化实验条件，通过简单的热氧化法在泡沫镍表面直接制备得到刺猬状Cu-Cu2O和CuO纳米线。SEM及TEM结果显示刺猬状Cu-Cu2O尺寸在200～500 nm之间，其中“刺”的直径小于20 nm，而CuO纳米线直径约为40 nm。与普通颗粒堆积相比，刺猬球之间以及纳米线之间具有大量的空隙，可以在三维多孔结构的基础上进一步有效缩短Li+在活性材料中的扩散路径，还可以进一步缓冲脱嵌锂过程中产生的巨大的体积变化。刺猬球中心单质铜的存在可以显著提高材料的电子导电率，从而提高材料的动力学性能，而纳米线具有较大的长径比，不仅可以提供更多的活性位点与Li+反应，而且可以有效减少脱嵌锂时产生的品格应变，减小材料因巨大的体积变化而引起的材料粉化和团聚，这些都非常有利于材料循环稳定性和倍率性能的改善。刺猬状Cu-Cu2O和CuO纳米线在100 mA/g的电流密度下分别循环430次和160次后可逆比容量分别为334和669.8 mAh/g，可逆比容量保持率及循环过程中库伦效率都几乎为100％。倍率性能测试显示，当电池分别在100、200、500、1000和100 mA/g的电流密度下各循环20次后可逆容量分别达到501.7和682 mAh/g。