近年来,相当多的电化学研究都集中在开发高性能锂离子电池及其相关工作,用以应用便携式电子设备、新能源汽车以及电站调峰存储装置等方面。然而,现在常用的碳基负极材料已经不能很好满足未来对锂离子电池的要求。作为下一代锂离子电池的负极最有希望备选之一,过渡金属氧化物以其优秀的电化学储锂性能备受关注。而作为典型代表的氧化铜由于其高的理论容量、广泛的资源储量、价格的适度性以及环境友好性等优点脱颖而出。然而,氧化铜电极由于其低的导电性无疑将影响电荷在电极中的传输,进而影响电化学储锂性能。另外氧化铜电极材料由于在充放电过程中将经受比较大体积膨胀而造成明显的结构破损粉化,继而导致循环容量快速下降。为克服以上提到的缺点,科研工作大量投入到提高氧化铜电极性能方面的尝试。在本文中,对氧化铜电极采取多种制备方法制备氧化铜、氧化铜形貌结构控制、氧化铜复合材料电极制备等的多种办法改善其电化学性能。为制造出相似类型的负极材料,特别是通过形貌控制电极材料电化学储锂性能等方面做出了指导。在使用固相法制备氧化铜粉末过程中,重点比较了两种固相制备法得到的氧化铜粉末的储锂性能的区别。考察了温度因素对煅烧法制备氧化铜成分的影响、反应物比例对研磨法制备氧化铜成分的影响。该方法可以快速制备大量氧化铜粉末,适合工业化生产。利用溶液沉淀法制备得到了叶状氧化铜、麦片状氧化铜、微米球状氧化铜和豆状氧化铜,形貌均一完整,分散良好。其中微米球直径5.5~7.0μm之间,并且由长度1~2μm宽0.1~0.2μm氧化铜纳米棒组成。利用XPS表征手段验证了首次电化学过程中不同极化电位下电极表面的成分变化,研究了氧化铜嵌锂过程行为。通过对制备的四种氧化铜形貌与可逆容量之间的关系的比较,得出具有三维球形稳定结构、次级单元多孔结构,将有利于材料在充放电过程中保持循环稳定、较好的循环容量及倍率性能。微米球状氧化铜在50次可逆循环之后其容量保持在429.0 m Ah g-1并有较好的倍率性能。在使用水热合成法利用不同铜盐作为原料、与尿素水热反应得到空心球状氧化铜、花状氧化铜、荆棘状氧化铜和球形氧化铜电极材料。其中空心球状氧化铜直径4~10μm,由无数氧化铜纳米棒组成。在制备过程中,重点研究了铜盐中的阴离子对最终产物的微观形貌结构的影响,另外也研究了混合阴离子对形貌的影响,反应温度与反应物浓度对形貌的控制。通过使用XPS测试手段,研究了煅烧过程对储锂性能的影响。利用对材料形貌结构的表征、循环性能、倍率性能及EIS的测试、计算锂离子扩散系数的方法,证实制备的空心球状氧化铜具有最好的循环性能、循环寿命和倍率性能,50次可逆循环之后其容量保持在574.6 m Ah g-1。最后利用水热制备法制备了氧化铜/石墨烯和氧化铜/碳纳米管复合材料,用以改进氧化铜电极的电化学性能。在制备过程中发现,热膨胀还原法制备的石墨烯片层较薄、团聚较少,适合作为复合材料的原料。经过循环性能的比较,氧化铜/石墨烯复合材料电极,具有优异的电化学性能。在经过50次循环测试后,Cu O/r GO的循环容量在648.5 m Ah g-1,高于单纯氧化铜电极的容量。