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结合石墨烯独特的二维纳米结构、优异的导电性以及一定的储锂性能,针对钛酸锂(Li4Ti5Oi2, LTO)或单一石墨烯用作锂离子电池负极材料所存在的问题,制备了LTO/石墨烯和氟化石墨烯纳米负极材料,并考察了其用作锂离子电池负极材料的电化学行为。本论文的创新之处在于：1)利用石墨烯独特的二维纳米结构和优良的导电性,通过在其表面原位生长LTO纳米颗粒,有效解决LTO电导率较低和纳米团聚等核心问题,提高LTO的循环稳定性和倍率性能。2)以含F量高达50%的氟化石墨为原料,采用液相剥离法制得含氟量达49.7%的氟化石墨烯,利用F和C的协同储锂机制以及氟化石墨烯超薄的二维纳米结构特征,提高单一石墨烯的嵌锂容量以及Li+在负极材料中的扩散速度。在控制LTO/石墨烯、氟化石墨烯微结构和表面化学性质的基础上,系统考察了材料的电化学性能,并得到如下主要结论。1)采用液相剥离法,以离子液体为溶剂,天然石墨为原料,制得厚度为5nm的石墨烯；然后采用水热合成法在石墨烯表面原位生长LTO纳米颗粒。所制LTO/石墨烯复合材料中,LTO纳米颗粒的粒径较小(20nnm)且均匀地分布于石墨烯的表面。2)在50mA/g电流密度下,经过50次反复充放电后,LTO/石墨烯复合负极材料的稳定嵌锂容量为159mAh/g,容量保持率为90.4%,高于纯的LTO (95mAh/g,77.8%);在2A/g的大电流密度下循环50次后,LTO/石墨烯复合负极材料的可逆容量仍高达151.6mAh/g,远高于纯的LTO (24.8mAh/g)。该材料优异的电化学性能主要归因于LTO较小的粒径、较高的LTO/石墨烯接触面积以及石墨烯良好的导电性。3)以氟化石墨为原料,采用液相剥离法制得氟化石墨烯二维纳米材料。其中,该材料的厚度约为4nm,尺寸在1-3μm之间；含氟量为49.7%,即每个C原子结合一个F原子。4)氟化石墨烯在50mA/g电流密度下,50次反复充放电后,稳定容量达793mAh/g;2A/g电流密度下循环50次后,其稳定容量达200.2mAh/g,表现出良好的大电流倍率性能。当在氟化石墨烯中复合40%的石墨烯后,在50mA/g电流密度下循环50次后,其稳定容量达910mAh/g,循环性能得到进一步提高。