过渡金属氧化物具有理论容量高、导电性较好等优势,是目前锂离子电池领域研究的热点负极材料之一。然而,该类材料仍然具有一些缺点,包括较低的电子电导率以及在充放电过程中会产生体积变化。这种体积膨胀效应在过渡金属氧化物中是普遍存在的,会引起颗粒破碎、SEI膜脱落等现象的发生,从而影响电池的循环稳定性;低导电性也会在一定程度上影响电池的倍率性能。上述缺点会限制过渡金属氧化物负极材料在锂离子电池中的应用。因此,如何提高过渡金属氧化物的容量,改善其倍率性能和循环稳定性便显得尤为重要。本文利用金属醇盐法,实现了Co-乙二醇螯合物在还原氧化石墨烯表面的均匀包覆,获得了三明治结构的Co-乙二醇螯合物/rGO前驱体;并利用煅烧的方法,制备了多孔Co₃O₄/rGO/Co₃O₄三明治结构材料;将该合成方法成功应用于NiCo₂O₄,合成了多孔NiCo₂O₄/rGO/NiCo₂O₄三明治结构材料。在此基础上,利用原位还原法,将NiCo-乙二醇螯合物还原为铁磁颗粒,并利用铁磁颗粒的催化作用,以二氰二胺作为碳源,在还原氧化石墨烯表面的原位生长了碳纳米管,得到NiCo₂O₄/CNT/rGO复合材料。利用XRD、XPS、Raman、BET、SEM和TEM对制备得到负极材料的微观形貌以及结构进行表征;利用恒电流充放电测试、循环伏安测试以及交流阻抗谱测试对其电化学行为进行表征。以乙酸钴为钴源,乙二醇作为软模板,氧化石墨烯作为载体,利用金属醇盐法,在160oC反应1h,成功制备了Co-乙二醇螯合物/rGO前驱体。将该前驱体分别在氢气和空气氛围下煅烧,可以获得多孔Co₃O₄/rGO/Co₃O₄三明治结构材料。多孔的Co₃O₄颗粒尺寸在20-40nm之间,且能够均匀地包覆在rGO表面。该材料在2A g-1的大电流作用下,在500个循环后仍能保持有700.5mAh g-1的放电比容量,与纳米晶Co₃O₄/rGO/Co₃O₄三明治结构材料相比（0.5A g-1的电流密度下,300个循环后,可获得403.6mAh g-1的放电容量）,其容量和循环稳定性得到了显著的提高。这是因为多孔结构不仅可以增大材料的比表面积,增大电极材料与电解液的接触面积,还可以有效缓解Co₃O₄负极材料在脱嵌锂过程中产生的体积变化。在前驱体制备时,加入一定量的乙酸镍,在170oC反应1h,成功制备了NiCo-乙二醇螯合物/rGO前驱体;利用柯肯达尔效应,对该前驱体进行两步煅烧处理,成功制备了多孔NiCo₂O₄/rGO/NiCo₂O₄三明治结构材料。在0.5A g-1的电流密度下,可获得1124.0mAh g-1的首次放电容量,在300个循环后,仍保持有783.3mAh g-1的容量。在此基础上,采用原位催化合成的方法,利用二氰二胺作为碳源和氮源,金属离子作为催化剂,在石墨烯表面生长出均匀的碳纳米管,成功制备了掺氮的NiCo₂O₄/CNT/rGO复合材料和Co₃O₄/CNT/rGO复合材料。NiCo₂O₄/CNT/rGO在0.5A g-1的电流下,具有1500.1mAh g-1的首次放电比容量,在80个循环后仍能保持有793.8mAh g-1的容量;改变电流密度为2A g-1,可获得966.2mAh g-1的首次放电容量,在250个循环后仍能有493.9mAh g-1的容量。Co₃O₄/CNT/rGO复合材料在0.5A g-1的电流下,65个循环后仍能保持有762.5mAh g-1的容量。因此,NiCo₂O₄/CNT/rGO复合材料的倍率性能和循环稳定性均明显优于Co₃O₄/CNT/rGO复合材料。