二维材料有着优异的物理化学性质,在能源转化与存储、传感器、催化等多个领域都展现出了巨大的应用潜力,但制备方法的不足将会限制二维材料的进一步发展和实际应用。尽管研究者们已经报道了多种二维材料的制备手段,但这些方法普遍存在工艺复杂、价格昂贵、不能量产等局限性。为此,本文提出了两种简单、有效的制备二维材料的方法,一种针对于氧化石墨烯的还原,另一种针对于二维氧化物纳米片的制备,并将制备的还原的氧化石墨烯和二维氧化铬纳米片应用在锂离子电池中,对这两种电极的电化学性能进行了分析和研究。还原的氧化石墨烯常常被应用在锂离子电池中充当活性物质载体和导电填料。但氧化石墨烯的还原往往需要危险的还原剂或者高温和惰性气氛保护。为此,本文提出了一种在锂离子电池中原位还原氧化石墨烯的方法,利用锂离子电池中电极在嵌锂时存在的还原环境,将氧化石墨烯电化学还原;并将此还原氧化石墨烯的方法应用在石墨烯基复合电极的制备上,证明了由于氧化石墨烯可以在电池中还原,因此氧化石墨烯基复合电极直接组装在锂离子电池中仍旧可以正常工作。该部分工作提出了一种简单、有效的还原氧化石墨烯的方法,并极大的简化了石墨烯基复合电极的制备工艺。大部分二维金属氧化物材料本身不具备层状晶体结构,因此不能通过剥离的手段获得,而诸多化学方法合成条件苛刻,不利于工业化大规模生产。为此,我们提出了一种通过快速加热带有结晶水、具有层状结构的金属氯化物的方法,实现了氧化物纳米片的快速、大量制备。这种方法简单、低廉且具有一定普适性,我们成功制备了超薄的氧化铬、氧化铝、氧化锆、氧化钇等多种二维材料。并且,我们将制备的氧化铬纳米片应用在锂离子电池中作为负极材料,该电极展现出了高容量和稳定的循环性能,在297个循环后,仍然保持有986 mAh/g的容量,验证了二维氧化物材料在能源存储领域的应用潜力。