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自从问世以来，锂离子电池便被广泛应用于移动电子设备上，如手机电池、笔记本电脑、数码相机等，并且有望用于高能量效率和环境友好型设备及未来电动汽车上。而锂离子电池的能量密度和性能高度依赖于所用电极材料的物理和化学性能，因此，研究者在设计新型纳米结构电极材料和开发新的电极材料方面做了大量的研究工作以期得到电化学性能优良的锂离子电池。近年来，石墨烯基复合材料在高容量锂离子电池负极材料中的应用引起了人们的广泛关注。本课题采用改进的Hummers法成功合成出高质量的石墨烯材料，并以之为基体利用固相法、液相法、微波法等手段合成出了具有特殊结构的石墨烯基复合材料，具体为合金氧化物/石墨烯复合材料、多孔SnO2/石墨烯复合物。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力电子显微镜（AFM）、X-射线衍射仪（XRD）、红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、综合热分析仪（TG-DTA）、能量色散光谱仪（EDS）、比表面测试仪（BET）等现代测试分析技术对材料进行了表征。将所制备的材料作为锂离子电池负极材料，用恒流充放电测试、循环伏安法、交流阻抗法等电化学测试手段综合考察了材料的电化学性能。结果表明，所制备的材料表现出了良好的电化学性能，包含石墨烯的纳米复合结构材料能够提供缓冲层有效缓解活性材料的体积膨胀，防止活性材料粉化团聚，进而提供良好的电子接触性，延长电极材料的循环寿命。具体包括：（1） SEM和TEM图片显示所制得的石墨烯呈片层状结构，石墨烯片层表面具有很多褶皱，这与制备石墨烯时采用强氧化剂氧化石墨片层有关。所制得的石墨烯首次嵌锂容量为1474.4mAh g-1，首次库伦效率为32.4%，连续循环20次后容量仍保持在271.6mAh g-1。（2）以市售氧化合金和石墨烯为原料，通过简单机械复合制得AB5型氧化合金/石墨烯复合材料。电化学测试结果表明，所制备的复合物负极表现出了很高的起始嵌锂容量(1639.7mAh g-1)，180次循环后，其可逆容量仍保持在418.2mAh g-1，平均库伦效率维持在98%以上。（3）通过液相法合成的AB5型氧化合金/石墨烯复合材料中氧化合金纳米颗粒均匀地分散在石墨烯表面上，作为锂离子电池负极，该复合物表现出了更加优良的电化学储锂特性，其起始嵌锂容量和可逆容量分别为1520.4和1046.6mAh g-1，即使在大电流密度下(750mA g-1)，其可逆容量仍高达377.9mAh g-1，当从80次循环后恢复到小电流密度条件下，其可逆容量在130次时恢复到864.9mAh g-1，表现出了良好的容量保持率和循环稳定性。（4）通过简单微波辅助合成法制备出了具有高比表面积的多孔SnO2/石墨烯复合材料，颗粒直径约为3-5nm的SnO2纳米晶体高度分散在石墨烯表面上，其比表面积高达280.7m2g-1。和纯的SnO2纳米颗粒相比，该复合材料表现出了更好的电化学性能，其起始嵌锂容量和可逆容量分别为2445.7和1329.4mAh g-1，首次库伦效率为54.4%，且循环性能优异。