随着能源的需求不断增加，低消耗、高效率以及环境友好型的能量转化和储存装置越来越受到很多人的关注。锂离子电池由于能量密度高、无记忆效应以及自放电率低等优势在电子产品中得到广泛应用。电极材料是影响锂离子电池性能的主要因素，目前为止研究较多的负极材料主要是过渡金属氧化物及其与碳材料的复合物。过渡金属氧化物的理论比容量较高，但由于在充放电过程中体积的不可逆变化，使得其循环性能很差，且其导电性能较差;而石墨烯和碳纳米管等碳材料结构稳定，导电性能优良，但理论比容量较低。本文立足于过渡金属氧化物/石墨烯(RGO)复合材料在锂离子电池中的应用，制备了Co3O4纳米粒子(NPs)与还原石墨烯的复合材料Co3O4/RGO和CoO·NiO NPs与还原石墨烯的复合材料CoO·NiO/RGO，并将其用锂离子电池的负极的材料，测试其电化学性能。主要研究内容如下:　　(1)以六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)为原料，采用溶液法，制备了粒径较小的Co3O4 NPs(约为7.3 nm)，通过X射线衍射(XRD)和电镜分析可知，制备的Co3O4 NPs结晶度较高，但容易团聚。然后制备氧化石墨烯(GO)，将其与Co3O4 NPs复合，水合肼作为还原剂，得到Co3O4/RGO纳米复合物。在此复合物中，Co3O4 NPs的粒径有所增加，变为12.5 nm左右，并且均匀分布在石墨烯的层状结构上。不论是Co3O4 NPs还是Co3O4/RGO纳米复合物的BET比表面积都较高，分别为～149.5 m2 g-1和～107.4 m2 g-1。通过制备石墨烯与Co3O4 NPs不同质量比的复合材料，并将其应用在锂离子电池中，结果发现Co3O4 NPs质量分数为60％的纳米复合物的性能最佳，在200 mA g-1的电流密度下，经过75次循环后，其容量保持为830mAh g-1，除第一圈外，库伦效率均大于95％。由此可知，将Co3O4 NPs与石墨烯复合可以最大限度的发挥Co3O4 NPs的电化学活性和石墨烯的结构优势，从而有效提高储锂性能。　　(2)以六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)、六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)以及氧化石墨烯为原料，六次甲基亚胺(HMT)为沉淀剂和还原剂，利用共沉淀法制备CoO·NiO/RGO纳米复合物。对制备所得的样品进行XRD和透射电镜分析可知:不同于已经报道的大部分文献，本实验所制备的CoO·NiO/RGO纳米复合物中的CoO·NiO为结晶度较高的纯相;复合物中的CoO·NiO在石墨烯层状结构上均匀分布，且其粒子的粒径较小(～6.8 nm)。将其应用在锂离子电池中，在200mAg-1的电流密度下，首次放电比容量为1763mAhg-1，远高于CoO和NiO的理论比容量，循环60圈后容量仍保持在1250mAhg-1左右，其库伦效率，除了首次充放电较低外，均保持在95％以上，说明该电池良好的循环稳定性。在100、200、400和800mA g-1的电流密度下分别充放电循环10次后，放电比容量为1022 mAh g-1、981mAh g-1、894mAh g-1、805 mAh g-1;当电流密度由800mAg-1降低到100 mA g-1时，放电比容量恢复为1158 mAh g-1，甚至高于其初始水平。除了首次充放电外，大部分循环过程的库伦效率大于95％，说明了电极拥有良好的可逆性。因此CoO·NiO/RGO纳米复合物作为锂离子电池的负极材料拥有良好的倍率性能。