在环境污染严重、能源危机加剧的今天,开发清洁的新能源成为当务之急。锂离子电池因环境友好、性能优秀被广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机等移动设备上。但是,目前已经商业化的锂离子电池的容量、能量密度、循环性能、可充放电次数、价格成本等特性却难以满足日益增长的实际需求,如为电动车、混合动力汽车提供能源动力,因此,改善已有锂直子电池的性能成为亟待解决的问题。本文利用TiO₂和Si02与石墨烯复合,将两者的优势互补,改善此类电极材料的电化学性能。本文利用改进的Hummers方法制备氧化石墨烯,以石墨为原料,将氧化石墨烯溶液静置沉积后取上层清夜渗析,力求得到较薄的氧化石墨烯层。随后利用溶剂热法制备了拥有介孔结构的TiO₂颗粒,其平均孔径约为17nm,晶型为锐钛矿。在制备过程中探究了溶剂热反应时间对孔分布的影响,发现290 min时制备的TiO₂孔分布最完全,结构相对稳定。接着使用APTES对TiO₂颗粒进行表面电荷改性,并分别探究了改性过程中时间、二次改性和添加水等因素对改性结果的影响,确定.了最优改性条件.当改性条件为0.5 g介孔二氧化钛球、10 ml APTES、100 ml乙醇、100 μl去离子水混合,80℃水浴加热,回流并搅拌24h时,成功将TiO₂颗粒表面电荷变正。利用静电吸附法在水体系中将氧化石墨烯与介孔TiO₂复合,经HI酸还原后得到TiO₂/石墨烯复合物,经XRD、Raman、TGA、BET、XPS等测试表征后,证明被还原的石墨烯成功包覆在TiO₂上,所占质量比为15%,并且包覆石墨烯后复合物孔径尺寸相比介孔TiO₂减小,比表面积增大了29.7 m²g^-1。用同样的方法制备了P25/石墨烯,对介孔TiO₂、TiO₂/石墨烯和P25/石墨烯进行电化学性能测试,经过对比可以得出以下结论:(1)与介孔TiO₂相比,二氧化钛/石墨烯在一定的电压范围下能够稳定地进行充放电,具有更好的可逆容量保持率、在高电流密度下更优秀的循环性能、良好的可逆性和结构稳定性,同时,其电子传导率和电极材料的电化学活性明显提升;(2)由TiO₂/石墨烯和P25/石墨烯对比可知,介孔结构可使材料与电解液间接触面积增大,同时使锂离子的传输路径有所缩短,有利于电极的首次可逆容量、比容量的提高,和循环性能和倍率性能的改善。此外,本论文还利用APTMS对SiO₂纳米颗粒进行了表面电荷改性,用静电吸附法制备了SiO₂/石墨烯的复合物,并使用HF酸和NaOH溶液分别处理复合物,使复合物中的SiO₂溶解,得到石墨烯。由SEM和TEM得知,复合物中二氧化硅球绝大部分团聚严重,都是以堆叠的形式叠加在石墨烯层表面,极少部分与石墨烯部分包覆,这样并不能改善在充放电过程中SiO₂体积过度膨胀的现象,因此推测这种复合方式并不能有效改善电化学性能。