锗是一种很好的锂离子电池负极材料,它的理论比容量为1623 m Ah·g^-1左右,是除硅(4200 m Ah·g^-1)以外,另一种高容量负极材料,具有很大的潜力,现已成为热门研究材料。然而,与硅体积畸变的情况相似,锗电极在循环过程中也会因为锂离子的脱嵌而引起体积变化。研究表明,硅的体积膨胀大于300%,锗相较于硅稍低,其体积膨胀也大于280%。这种体积膨胀会导致电极材料成枝状畸变或粉化剥落,严重影响其循环性能。因此,如何能够既保持锗的高容量又可以其体积畸变较小,是当前锗基负极材料的研究重点。纳米级材料的特点是具有很大的比表面积和优越的导电能力,将锗材料纳米化是改善锗材料的很好的一种方式。本文采用简单易操作的水热法、化学还原法等制备将纳米化的锗材料,并与当下流行的一维、二维等碳纳米材料结合,如石墨或石墨烯等优良的储锂材料,合成出锗的一系列改性复合材料。采用XRD、Raman光谱、FT-IR光谱、SEM、TEM等表征其微观结构,用电化学性能测试等分析改性的Ge基负极材料的电化学储锂性能。为高性能锂离子电池Ge材料的探究提供一定的理论基础。（1）利用GeO₂为原材料,通过水热法制备出Ge@GeO₂核@壳结构/多层石墨复合材料。直径约40 nm左右,TEM中可明显看到其核@壳结构。多层石墨与材料复合,增加其材料的导电性。Raman光谱和FT-IR光谱可清楚显示出材料的成分。将Ge@GeO₂/C复合材料用于负极材料并测试其电化学性能,结果表明Ge@GeO₂/C复合材料能保持很高的循环稳定性。（2）Ge/GeO₂/GNs复合材料是将锗与当下流行的石墨烯复合所得,当加入不同石墨烯的量时,得到的材料形貌和性质都不相同。文章中分别合成出含石墨烯的量为5%、10%、15%和20%的Ge/GeO₂/GNs复合材料,通过电化学性能测试,得到石墨烯含量为10%的材料性能最好。（3）同样以GeO₂和氧化石墨烯为前驱体,水热法制备出Ge/GNs复合材料。Ge/GNs复合材料更加验证了石墨烯在复合材料中的重要作用,石墨烯是一种导电性良好的纳米二维结构骨架材料,具有比表面积大、导电性强、机械强度高、易于功能化等特点,石墨烯制备方法简单,可以大量制备。SEM可看到石墨烯包覆着锗纳米粒子,与纯相锗材料相比,会缓解锂通过材料内部对锗负极的体积（4）破坏应力,实验表明,加入石墨烯的复合材料的导电性和循环稳定性增强,库伦效率也随之提高。