为了满足新一代储能设备对高功率/高能量密度的要求,探索高性能锂离子电池负极材料成为目前的紧迫任务。金属氧化物,拥有优越的高比容量性能(例如SnO₂、Mn₃O₄、Fe₃O₄等,>900 mAh g^-1),但是在应用中存在着较大的缺陷:Li⁺/电子扩散速率低和体积膨胀严重。针对这些缺点,研究者所采用的改性策略主要包括两种:纳米化与复合化。纳米化可以缩短Li⁺/电子在颗粒体相内的扩散路径,改善材料的高倍率性能;同时,纳米化缩小了材料的绝对体积变化,能够有效缓解脱嵌锂过程中产生的机械应力,提高材料的结构稳定性。复合化是将金属氧化物材料与高电导率材料复合（例如,热解碳、纳米碳管等）,可以有效提升复合材料的电导率;同时,引入的复合材料也能够作为缓冲介质改善材料结构的稳定性。本工作制备了金属氧化物量子点/石墨烯复合材料,通过量子点与石墨烯复合,显著改善了复合材料的电导率与结构稳定性,提升了活性材料的电化学性能。运用X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）,选区电子衍射（SAED）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、循环伏安（CV）和交流阻抗（EIS）等多种表征和测试手段研究了材料的组成、形貌、结构和电化学性能,分析金属氧化物量子点/石墨烯复合结构的改性机理,对于金属氧化物在高性能锂离子电池负极材料的应用具有重要的指导作用。（1）本工作设计了简单、高效的一步水热法用于制备分散均匀的SnO₂@C/GNS复合材料,该材料具有优越的高比容量性能(2.0 Ag^-1的电流密度下可逆比容量为860 mAh g^-1)。量子点结构的SnO₂表现出了高度的可逆性,SnO₂的实际比容量贡献达到了1331 mAh g^-1。原位碳包覆的SnO₂量子点与石墨烯的复合有效改善了复合材料的电导率,并显著提升了材料的结构稳定性。一步水热法条件温和、高效,对于锡基氧化物负极材料的研究与应用具有重要的作用。（2）首次提出了胶状膜辅助法,并结合FT-IR、XRD和TEM等表征手段,明确了胶状膜辅助法的反应机理。利用胶状膜辅助法分别在石墨烯（GNS）与石墨烯微片（GNPs）表面高效负载了过渡金属氧化物量子点:MnO-QDs/GNS与Fe₃O₄-QDs/GNPs,展现出了优异的电化学储锂性能。胶状膜辅助法对高效制备过渡金属氧化物量子点/石墨烯复合材料具有重要的指导作用。本论文的研究工作具有重要意义。首先,本论文研究了金属氧化物量子点/石墨烯的储锂能力,揭示了其在电化学储能领域的研究潜力;其次,量子点结构的金属氧化物表现出高度的反应活性,对于金属氧化物储锂机理研究具有重要作用;最后,本论文分别提出了一步水热法、胶状膜辅助法用于金属氧化物量子点/石墨烯复合材料的设计制备,拓展了金属氧化物量子点/石墨烯复合材料的制备体系。