锂离子电池是一类十分重要的二次储能器件。在组成电池的各个部件中电极材料是决定电池性能和价格的极为重要的一个部分。因而在锂离子电池研究方面，如何获得具有更低成本和更高性能的电极材料成为了焦点。作为电极材料的热点研究领域，钒基材料具有储量丰富、成本低、具有开放性层状结构等优点，但是也有着循环性能差，导电性差，难以制备单一化合价的氧化物等研究难点。针对这些难点，本工作通过与石墨烯复合提高材料的导电性能，构建特殊的复合构造缓解嵌锂时产生的体积膨胀以改善循环性能。本文通过简单的水热法制备了纯净的二氧化钒-石墨烯凝胶，通过改变反应时间和反应物比例获取具有最佳性能的样品，本文也通过简单的水热煅烧方法获得了比较难制得的硫化钒样品，具有较高的负极容量和良好的循环稳定性。　　燃料电池也是目前已经实际应用的具有很大发展前景的绿色、高效率的能源转换装置。但是昂贵的铂催化剂是其进一步发展普及的重要阻碍。因此对于廉价高效催化剂的研究非常关键。本文通过简单的水热煅烧方法制得了具有高催化活性的硫化钒-石墨烯催化剂。　　得到以下主要结论:　　(1)通过水热的方法利用草酸将五氧化二钒还原成带状的二氧化钒，均匀的分布在石墨烯上。在测试电压为1.5-3.5V，电流密度为0.2C下，水热反应24h的样品初始容量达到155.1 mAh g-1，循环50次后仍能保持103.2 mAh g-1，均高于对比样12h。这表明随着反应时间的增长，二氧化钒晶体更加完善，电极性能也更好。　　(2)二氧化钒的均匀分布和独特的垂直生长构造，不仅能够在一定程度上缓解VO2的体积变化，而且还可以促进锂离子的迁移，并且进一步改善电化学性能。在测试电压为1.5-3.5V，电流密度为0.2C下，VO2-GF-1-40的样品初始容量高达200.5 mAh g-1，在循环30次以后仍能保持84％（167.8mAh g-1），性能最好。　　(3)硫化钒纳米颗粒均匀生长在石墨烯上，提高了导电性，所具有的三维多孔构造有效地促进了电解液的浸入，并保持了电极结构的稳定。在测试电压为0-3V，电流密度为0.2C下，V3 S4-RGO-1-10循环50次后容量仍有816 mAh g-1，在5C、10C时容量仍能达到504mAh g-1、338.7mAh g-1，即使在20C的大电流充放电情况下仍能保持在200mAh g-1，展示出了优异的倍率性能。　　(4) V3S4-RGO-1-1作为ORR催化剂的情况下，氧还原反应的转移电子数为3.97，显示出了良好的催化活性。这种材料是第一次被应用在氧还原反应催化上，V3S4有希望作为一种新型的氧还原反应催化剂来被应用，这对燃料电池的发展也会有很大促进作用。