高容量、长寿命、高安全性电极材料的开发是下一代锂离子电池研究的重点，是加速其在便携式电子设备、清洁能源储备、混合动力汽车等领域广泛应用的关键技术。针对目前过渡金属氧化物基锂离子电池负极材料充放电循环及倍率性能差的问题，本论文设计了一系列具有多孔结构的碳材料，采用超临界二氧化碳(scCO2)膨胀乙醇沉积技术，在多孔结构的碳材料表面包覆过渡（复合）金属氧化物纳米粒子，制备了一系列具有孔结构的碳材料及其与过渡金属氧化物复合的高性能电极材料。主要内容如下:　　(i)设计一种同时具有大孔和介孔的三维结构碳材料(3DHPC)作为基底，采用scCO2沉积方法，在其表面均匀沉积一层Fe3O4纳米粒子，制备了一种新型结构的锂离子电池负极材料——Fe3O4/3DHPC复合材料。实验中3DHPC碳基底无需预氧化处理即可直接使用，借助于scCO2溶剂作用，Fe3O4粒子可均匀的负载到3DHPC材料上，Fe3O4的负载量可以通过改变金属硝酸盐浓度精确调控。负载量为79％的Fe3O4/3DHPC复合材料表现出最佳可逆容量，循环性能和最好的倍率性能。同时，基于多孔碳材料在改善倍率性能方面的有效性，以及scCO2在纳米氧化物沉积中的优势，进一步拓展多孔碳负载其它金属氧化物(NiO/3DHPC，Co3O4/3DHPC)及复合金属氧化物(NiCo2O4/3DHPC)，并测试了其作为锂离子电池负极材料的性能。在相同负载量条件下，NiCo2O4复合金属氧化物所形成的复合材料NiCo2O4/3DHPC比单一金属氧化物(NiO，Co3O4)的碳基复合材料(NiO/3DHPC，Co3O4/3DHPC)或二者物理混合物表现出更好的电化学性能。　　(ii)基于scCO2中复合金属氧化物在多孔碳材料上沉积的有效性，进一步深入探讨CO2介质在材料制备中的特性及作用。分别用石墨烯和铁酸钴CoFe2O4(CFO)作为碳基底和电化学活性物质，比较了scCO2膨胀乙醇体系(CE)，高压氮气混合的乙醇体系(NE)和单独的乙醇体系(E)中所合成复合材料的结构和电化学性能。scCO2存在的条件下，CO2与结晶水形成的碳酸根离子能够与金属离子形成无定型的中间体，有效避免粒子结晶再生长的过程，从而保证所形成的氧化物粒子尺寸为纳米级别。同时，scCO2的抗溶剂能力避免了粒子间聚集，确保粒子在基底上均匀分散。然而，纯乙醇溶剂和高压氮气混合乙醇溶剂中形成的粒子分散性差，有大量聚集体和游离的粒子产生。电化学性能测试表明:超临界体系中制备的CFO@G-CE电极材料表现最佳的倍率能力(636 mAh g-1，3 A g-1)和稳定的循环性能（100 mA g-1电流密度下，充放电100圈后，放电容量为1114 mAh g-1）。　　(iii)制备了多孔碳纳米管(p-CNTs)及其与过渡金属复合氧化物电极材料。多孔结构的碳基底对于提高电解液/电极的接触面积，缩短锂离子扩散距离方面具有明显的优势。但是，由于3DHPC材料制备过程比较复杂，不利于大批量生产，同时导电性也有待提高。因此，采用多孔的p-CNTs作为基底，对其进行电化学活性物质CoFe2O4的包覆，制备出一种新型结构的锂离子电池负极材料，即p-CNTs@CFO。结果表明，相对无孔的碳纳米管基底，p-CNTs@CFO复合材料表现出更好的循环稳定性，循环100圈后，放电容量仍高达1077 mAh g-1;同时，具有良好的倍率性能，如3A g-1时，放电容量为694 mAh g-1。　　(iv)制备了多孔石墨烯(p-rGO)及其过渡金属氧化物复合电极材料。采用scCO2沉积方法，在石墨烯上定量、均匀沉积纳米级的氧化镍(NiO)颗粒，通过控制后续煅烧工艺条件，利用碳热还原过程，在石墨烯片层上刻蚀出纳米级的孔隙，即形成多孔的石墨烯。此外，将p-rGO用作基底，进行电化学活性物质沉积，制备了p-rGO/NiO复合材料，与无孔石墨烯的复合材料rGO/NiO相比，表现出良好的电化学性能，在2Ag-1电流密度下，平均放电容量达到447 mAh g-1。