过渡金属氧化物SnO2、TiO2纳米材料在锂离子电池和锂硫电池电极材料上具有良好的应用价值。通过与石墨烯进行复合可以提高此类金属氧化物材料的导电性能和减小纳米颗粒的团聚现象，可优化材料微观结构，进一步提高材料的性能。与传统采用氧化石墨烯和金属盐等原料来制备复合材料不同，本论文采用机械剥离制备的多层石墨烯作为碳基材料，探索采用相应的金属微粉作为原材料制备纳米复合材料，并探索了两种复合材料作为锂离子电池和锂硫电池电极材料的性能。本论文的主要研究内容如下：
　　（1）采用锡粉作为锡源，一步水浴法制备了纳米二氧化锡/多层石墨烯复合材料。研究了锡粉的添加量和温度变化对复合材料的形貌和结构的影响，对复合材料作为锂离子电池阳极材料的电化学性能进行了测试。实验结果表明在80℃下反应5个小时，锡粉添加为10mg的性能最佳，在100mA g-1电流密度下循环100次，可逆比容量保持750mAh g-1。将纳米二氧化锡/多层石墨烯复合材料与升华硫利用熔融灌硫法进行复合，获得了硫/纳米二氧化锡/多层石墨烯复合材料，并对其电化学性能进行了测试。结果表明复合材料具有较好的硫穿梭抑制效果，复合材料在2C循环条件下，980圈后电池可逆比容量能保持270mAh g-1。
　　（2）采用钛粉作为钛源，一步水浴法制备了二氧化钛纳米棒/多层石墨烯复合材料。研究了不同盐酸的添加量和反应时间对复合材料微结构的影响，对复合材料作为锂离子电池阳极材料的电化学性能进行了测试。实验结果表明最佳的二氧化钛纳米棒/多层石墨烯复合材料在100mA g-1电流密度下循环100次，可逆比容量保持在644mAh g-1。将制备得到的二氧化钛纳米棒/多层石墨烯复合材料与升华硫进行复合得到硫/纳米二氧化钛/多层石墨烯复合材料，并对其电化学性能进行了测试。研究结果表明该复合材料在2C循环条件下，100圈后的比容量为200mAh g-1，对于其固硫效果进行了分析。
　　通过本论文研究，获得了一种采用锡粉和钛粉作为原料，一步法在碳材料表面原位制备纳米二氧化锡和二氧化钛的方法，研究了该类复合材料在锂离子电池和锂硫电池上的初步应用。