在过去的一段时间内，由于快速的社会发展所引起的能源危机以及由能源污染产生的环境危机，各国的科学家们都在寻求绿色的可循环的新能源或新的能源存储方式。在20世纪成功开发出的新型高能电池----锂离子电池，由于其能量高、电池电压高、工作温度范围宽和贮存寿命长等优点，被广泛应用在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相等器械中，并且在一定程度上成功的代替了部分传统电池。另外，实验上大容量的锂离子电池已在电动汽车中试用，并有望成为21世界电动汽车的主要动力电源之一。在锂离子负极材料之中，过渡金属氧化物，比如Co₃O₄，由于其比较高的理论比容量，受到了研究人员的广泛青睐，并被认为能满足未来的能源要求。另外，理论比容量最高的Si，也被研究者广泛的研究。本文主要是对基于Co₃O₄的两种复合材料和Si/Graphene的复合材料进行了制备、表征以及最后的储锂性能的测试，探索了如何使Co₃O₄和Si在能量储存上发挥最大的价值。其主要内容如下：制备Co₃O₄/Si复合纳米线。采用单晶Si作为衬底，采用金属诱导化学刻蚀的方法来制备大面积排列有序且长短可控的硅纳米线。制备出Si纳米线后，我们初步对其进行了形貌的表征。在此之上，我们进行了下一步的工作，以制备好的Si纳米线作为基底，采用无电金属沉淀的方法进行化学镀钴，最后在空气中退火处理得到了Co₃O₄/Si复合材料。将得到之后的复合结构进行了详细的SEM、TEM和XRD等表征。通过表征发现，我们成功地得到Co₃O₄/Si复合纳米线结构。最后，将制备好的复合材料作为锂离子电池的电极，进行了多次的充放电储锂性能的测试。最终结果表明，制备出的Co₃O₄/Si复合纳米线的这种复合结构材料具有很好的循环稳定性，并且在大电流充放电的条件下，也显示出了比商用的Co₃O₄颗粒优越的性能。制备基于泡沫镍的分层孔状Co₃O₄/Graphene复合材料。首先，在原有的Hummers方法上制备出了氧化石墨烯（GO）。其次，把商用的Co₃O₄纳米颗粒与我们制备出来的GO进行了均匀的混合。我们采用的是溶液混合，因为这种方法比固体混合能更好的使Co₃O₄颗粒与GO得到更充分的混合。再次，我们采用了简单且易行的“Dipping and Drying”方法，将混合均匀的溶液滴在泡沫镍上，然后自然风干。这个过程经历若干次，直至泡沫镍上装载很多的混合物。最后，我们采用非常简便易行的微波还原的方法，将GO还原为G，得到了基于泡沫镍的分层孔状Co₃O₄/Graphene复合材料。得到样品之后，对其进行了拉曼、EDS能谱分析和SEM表征后，证明我们成功地得到了所提出的结构。最后对制备出的复合结构材料进行了储锂性能的测试，其结果表明：制备的复合结构具有很好的循环稳定性，并且在变C循环的条件下，这种复合物也很稳定。突出显示出了这种复合结构作为锂电的所不可比拟的优势。制备Si/Graphene的夹层结构。第一，在原有的Hummers方法上制备出了氧化石墨烯（GO）。然后称取一定量的GO溶解在去离子水中，制备出一定浓度的GO水溶液。第二，称取商用的直径为30nm的Si颗粒均匀地分散在去离子水中，得到一定浓度的Si溶液。第三，采用真空抽滤的方法先抽一层GO，然后在其上面抽一层Si层。多次进行真空抽滤以抽取不同层的复合物。第四，将制备好的Si/Graphene Oxide复合物浸入到HBr酸中把GO还原为G，我们得到了最后的产物Si/Graphene复合物。通过采用Raman, EDS和SEM等表征手段，证明了我们成功的制备了叠状夹层的Si/Graphene复合物。最后，我们进行了储锂性能的测试。最终结果表明，我们设计的这种复合物显示了很好的储锂性能，有望在工业上进行大规模的实际生产。