锂离子电池在实际生活中的应用非常广泛，传统的锂离子负极材料包括石墨，硅，二氧化锡，锡基合金，钛酸锂等等。优缺点也非常明显，石墨稳定但是比容量较低，过渡金属氧化物具有非常高的比容量，但由于在锂电反应中体积效应的缘故，易于发生显著的衰减。所以，我们引入了一种碳材料——石墨烯。本文通过溶剂热法和超声法制备了一系列复合材料，包括Co₃O₄纳米棒/石墨烯复合材料，具有三维多级结构的NiO/石墨烯复合材料以及Ni-NiO/石墨烯复合材料，分别通过XRD、TGA、Raman、SEM、TEM对其物相以及形貌进行表征，通过充放电、倍率、循环伏安以及阻抗性能测试说明了这些材料拥有非常良好的锂电性能。Co₃O₄纳米棒/石墨烯复合材料在100mAg^-1电流密度下40圈时依然保持1310mAhg^-1的比容量。三维多级结构的NiO/石墨烯复合材料200mAg^-1的电流密度下50圈时保持1100mAhg^-1的比容量。倍率性能方面，当电流密度提高到1000mAg^-1时，相应比容量也有823mAhg^-1。当有适量Ni单质掺杂进复合物体系中，如制备得到的Ni-NiO/石墨烯复合材料，也表现出非常好的锂电性能，200mAg^-1的电流密度下50圈后保持792mAhg^-1的比容量。这些锂电的性能表征说明石墨烯的引入能提高复合材料的锂电稳定性，过渡金属氧化物本身能减小石墨烯的堆叠程度，而石墨烯提高复合物的导电性，提供电子传输的通路并降低锂电池本身的阻抗，很大程度上降低了金属氧化物的体积效应，提升了复合材料本身的锂电性能。