随着科技的发展,锂离子电池在手机、电脑及其他便携式电子设备及一些新兴产业领域,如:混合动力/电动汽车一直占据着主导地位,因此,研究具有更高能量密度的锂离子电池成了目前研究的重点。负极材料作为锂离子电池中重要的构成部分,得到了格外重视和更为深入的研究。大量研究表明:过渡金属氧化物,如二氧化钛（TiO₂）、四氧化三钴（Co₃O₄）及氧化亚钴（CoO）等具有较高的理论比容量,在用作锂离子电池负极材料时具有较大的潜力,会表现出比现在应用的碳负极材料更为优秀的电化学性能。现选取其作为本论文的主要研究内容,通过静电纺丝法结合后期处理成功制得过渡金属氧化物的复合纳米材料,并把它们用作锂离子电池负极材料,测试其电化学性能表现。主要研究内容可分为如下三个方面:1.通过静电纺丝法,结合烧结工艺成功制得一维锐钛矿TiO₂纳米纤维,并通过静电吸附力的作用下与氧化石墨烯（GO）复合,最后经还原成功制得石墨烯/锐钛矿二氧化钛（G/TiO₂）复合纳米材料。通过差示扫描量热和热重法、拉曼光谱仪、X-射线衍射、扫描和透射电子显微镜、比表面积（BET）分析表征所制备的样品。热处理后制得直径在200 nm左右,具有一维形貌的锐钛矿TiO₂纳米纤维。电化学性能测试结果表明:G/TiO₂复合纳米纤维具有可逆的高充放电比容量,同时具有增强的循环稳定性和优异的高倍率性能。这主要可归因于G与锐钛矿TiO₂之间的协同效应,共同作用下使得一维TiO₂纳米纤维性能得到提高。2.通过静电纺丝结合烧结工艺成功制得一维Co₃O₄多孔纳米管,并通过静电吸附力的作用下与GO复合,最后经还原成功制得G/Co₃O₄复合纳米管。在烧结温度为600°C下煅烧2 h后制得多孔Co₃O₄纳米管,管直径在200 nm左右,多孔在纳米管表面分布均匀。借助热重法（TG）、X-射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、扫描和透射电子显微镜（SEM和TEM）及X-射线光电子能谱（XPS）对所制备的样品进行表征,并对复合纳米管进行电化学性质测试,分析测试结果发现:相对于参比样品,G/Co₃O₄复合纳米管具有稳定的充放电比容量,表现出增强的倍率性能。性能的提高主要得益于二者之间的协同作用及Co₃O₄纳米管独特的形貌优势。3.借助静电纺丝技术,调节后期热处理工艺后,成功制备得到一维Co/CoO多级复合纳米材料,主体纤维直径在200 nm左右,且纤维直径分布均一,金属单质为Co刺状形貌,均匀分布在纤维表面,并且金属单质Co的存在使得样品具有了3D形貌的优势。通过差示扫描量热、X-射线衍射（XRD）、扫描和透射电子显微镜（SEM和TEM）及X-射线光电子能谱（XPS）对样品进行表征。将复合纤维用作锂离子电池负极材料并对Co/CoO复合纤维进行电化学性能测试,结果表明:Co/CoO复合纤维具有优异的高倍率循环性能及倍率性能。这主要归因于一维及三维形貌的独特形貌优势及金属单质Co优异的电导性能。