近年来,国家大力发展清洁能源的应用。在众多清洁能源的应用中,锂离子电池由于其环保、低成本的优点,在新能源市场领域已迅速占据主导地位,具有广阔的开发前景。目前随着电子产品与电动汽车的蓬勃发展,传统的碳材料电池受制于其低比容量的缺点,越来越影响到它的应用。因此,研究人员将研究重心放在了提高锂离子电池能量密度的新型负极材料,其中一个主要方向就是普遍具有高理论比容量的过渡金属氧化物。过渡金属中Co3O4、Fe2O3、MnO、NiO等都具有较高的理论比容量。但这些材料的放电平台较高,导致电池电压窗口较窄,造成了电池能量密度降低的结果。Cr2O3由于其较高的理论比容量（1058 mAh/g）和较低的放电平台,与其他过渡金属氧化物相比有着明显的优势,被认为是锂离子电池有开发前景的负极材料。然而,传统的Cr2O3材料也与其他过渡金属氧化物一样,在经过充放电循环后,材料体积发生了巨大的变化,材料内部结构遭到破坏,并且随着循环圈数的增加,电池性能也会快速下降。这个问题严重限制了该材料在锂离子电池中的应用。研究发现,构建具有特殊形貌的纳米复合材料,如中孔、碳包覆结构,同时降低粒子聚集程度,都可以有效应对以上问题。基于研究,本文将以三氧化二铬晶体作为研究对象的基础,开展以下三个方面的工作来制备改性的纳米复合材料,研究并提高其电化学性能:（1）实验中使用铬酸铵（（NH4）2CrO4）作为前驱体来合成锂离子电池的负极材料。在反应釜中,（NH4）2CrO4与蔗糖（碳源）进行水热反应,形成具有非常稳定的核壳结构的纳米复合颗粒,并且制备了前驱体与碳源摩尔质量比为2:1和1:1的两组样品,与煅烧前驱体获得的裸露的Cr2O3晶体共三组样品。实验结果表明碳包覆的纳米复合材料（Cr2O3@C）与裸露的Cr2O3晶体相比,锂离子电池的能量密度性能和循环稳定性得到改善。并且摩尔比为1:1的样品在100mA·g-1的电流密度下充放电循环300次后,达到了542 mAh·g-1的可逆比容量,表现出了更为优越的电化学性能。（2）实验继续使用铬酸铵作为前驱体来合成锂离子电池的负极材料。先将铬酸铵晶体煅烧,再使用酚醛树脂作为碳源,经研磨干燥后,进行退火,具有核壳结构的Cr2O3@C纳米复合材料,根据酚醛用量不同,共分为3组样品。经过表征与电化学测试后发现,当使用240mg酚醛树脂时,包覆效果最好,颗粒大小更均匀。在100 mA·g-1的电流密度下充放电循环300次后,达到了541.7 mAh·g-1的可逆比容量。（3）最后,实验使用九水合硝酸铬（Cr（NO3）3·9H2O）作为前驱体,蔗糖为碳源,氧化石墨烯（GO）为掺杂物质,尿素作为沉淀剂。通过水热法与退火处理,使用不同实验顺序,制备了G/Cr2O3@C（碳包覆的石墨烯/三氧化二铬复合材料）。表征图像显示,褶皱的石墨烯薄片掺杂在Cr2O3@C颗粒之间,且颗粒尺寸较小,减弱了聚集现象。在电化学性能方面,100 mA·g-1的电流密度下充放电循环100次后,达到了571.9 mAh·g-1的可逆比容量,倍率性能测试更是达到了762.7 mAh·g-1。实验结果证明了,采用合适的碳源与掺杂物质的用量比例,合成出Cr2O3基材料的特殊结构,可以极大提高Cr2O3基材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。