图1硅-石墨烯三维复合负极材料的制备过程。
2.石墨烯-金属氧化物复合材料在锂电池负极材料中的应用。
石墨烯与金属氧化物也可形成复合电极材料。由于金属氧化物都具有较高的储锂容量，使得电极材料的能量密度得到了提高。同时，将金属氧化物颗粒引入石墨烯片层间，阻止了片层的聚集，确保了离子传输通道的畅通。
lian等通过气液界面合成法制备了sno2/石墨烯复合材料，图2是其反应原理图。利用这种反应机理获得的复合材料经150次循环后仍具有1304ma·h/g的可逆容量，在1000ma/g的高倍率下，可逆容量也能保持在748ma·h/g，是石墨理论可逆容量的两倍，表现出优异的电化学性能。这得益于sno2纳米颗粒均匀分布在石墨烯表面，在充放电过程中难以聚集，从而保持其高容量；另外，该复合材料为充放电过程中sno2纳米颗粒的体积变化提供了足够的空间，从而提高了循环性能。
图2 气-液相界面反应制备sno2/石墨烯符合材料反应原理图。
周冠蔚通过采用喷雾干燥法制备出具有特殊微观立体结构的fe2o3/石墨烯复合材料，其可逆容量高达900ma·h/g。其中，石墨烯缓冲了充放电过程中fe2o3的体积效应，并增强材料内部电子及离子的传输能力，提高了其循环稳定性。而纳米fe2o3插层在石墨烯片层中，可防止石墨烯重新堆叠，保持其储锂能力。
利用石墨烯的二维片状结构，也可将其作为碳包覆材料与金属氧化物形成复合材料。yang等利用静电吸引相互作用及随后的化学还原合成由石墨稀包裹金属氧化物构成的纳米复合材料，普通的石墨烯/纳米颗粒复合电极材料中纳米颗粒都是负载在石墨稀的表面，颗粒与石墨烯的相互接触面积比较小，并且这种结构不能有效控制石墨烯夹层之间金属纳米颗粒易聚集的现象；而在合成的产物中，石墨稀片可以紧紧裹住co3o4纳米球，保证了两者之间的充分接触，表现出非常出色的电化学性能：在最初的10个循环中，该复合材料保持了1100ma·h/g以上的稳定可逆容量，且经过130个循环后仍具有1000ma·h/g以上的容量。
由以上研究可以看出，具有优良电化学性能的石墨烯基复合材料有以下特点：引入物均匀地分散在石墨烯片层中，或者石墨烯将引入物紧密包覆起来。这样石墨烯可以缓冲循环过程中的体积效应，同时引入物又能发挥其高容量的优势。
石墨烯作为锂离子电池的负极材料的研究已获得了一定成果，但为了能够满足在商业应用中对锂离子电池的快速大电流充放电、高循环寿命、高比容量等性能要求，以后石墨烯基电极材料的发展要注意：(1)研究石墨烯复合材料的微观形貌与电化学性能之间的关系，特别是其结构、尺寸、孔径以及缺陷等对电化学性能的影响；(2)优化制备工艺，设计能大规模生产石墨烯的制备工艺，便于投入商业化应用。