随着锂离子电池在电动汽车及各大储能领域的应用越来越广泛,人们对电能的存储及能量密度的要求也逐渐增高。选取何种电极材料对电池性能来说具有不可忽视的意义。虽然氧化物和硫化物经常被用作锂离子电池负极材料,但材料本身也存在着一些无法忽视的缺点。例如一些材料的理论容量并不是很高,以及材料在充放电过程中经常出现的体积膨胀也阻碍了其进一步发展。石墨烯不仅具备优异的物理化学性质而且在形貌尺寸及化学复合等方面具备可控的特性而使得其可以被构建成多维立体的复合材料来满足人们的需求。基于此,我们采取将石墨烯与过渡金属氧化物/硫化物复合并经过处理获得三维立体结构的锂离子电池负极材料。主要研究内容为:（1）首先采用真空抽滤及简单的一步水热法获得二氧化钛、石墨烯@二氧化钛（rGO@TiO₂）复合材料并通过冷冻干燥法获得三维石墨烯@二氧化钛（3DrGO@TiO₂）复合材料。测试三种不同材料作为锂电负极的电化学性能可知在相同的电流密度条件下,3DrGO@TiO₂复合材料的电化学性能最高,第二圈放电比容量大约为350 mAh·g^-1,循环200圈以后,放电比容量大约为270 mAh·g^-1,库伦效率接近100%。（2）同时,采用一步水热还原法合成氧化亚铜（Cu₂O）纳米颗粒,并与还原氧化石墨烯复合制备石墨烯@氧化亚铜（rGO@Cu₂O）,随后通过冷冻干燥获得三维石墨烯@氧化亚铜（3DrGO@Cu₂O）复合材料。3DrGO@Cu₂O负极材料在电流密度为100 mA·g^-1时,第二圈放电比容量为280 mAh·g^-1在充放电200圈以后比容量保持在200 mAh·g^-1,并且在三种电极材料中展现了较为优异的电化学稳定性。（3）在前期研究成果基础上,进一步采用水热法制备具有花状结构硫化亚铜（Cu₂S）纳米颗粒,并与还原氧化石墨烯复合制备石墨烯@硫化亚铜（rGO@Cu₂S）复合材料,和三维结构石墨烯@硫化亚铜（3DrGO@Cu₂S）复合材料。通过改变水热时间探究了Cu₂S纳米花形貌的形成机制。通过对比可知,3DrGO@Cu₂S复合材料展示了较优异的电化学性能,在100 mA·g^-1的电流密度条件下,第二圈放电比容量为1180 mAh·g^-1,200圈以后稳定在680 mAh·g^-1。