锂离子电池已广泛应用于便携式电子产品,在电动自行车以及电动汽车方面也具有广阔的应用前景。锂离子电池的典型负极材料是石墨,理论循环容量为372mAh/g。相较于石墨负极材料,石墨烯具有比表面积高、导电性好、锂离子易嵌脱、比容量高等优点,从而成为当前锂离子电池新型负极材料的研究热点。针对石墨烯锂离子电池负极材料,本论文首先采用改进的Hummers法系统研究了不同氧化、还原条件对氧化石墨及石墨烯的结构和性能的影响规律,然后研究了石墨烯为负极材料的锂离子电池的电化学性能。本论文的主要研究内容和结果如下：(1)研究了氧化工艺条件对氧化石墨及石墨烯的形貌、结构及成分的影响规律。研究结果表明：氧化石墨改变了石墨致密有序的规则层状结构,并且出现了边缘扭曲及卷绕褶皱等利于后续剥离还原的结构；优化后的氧化工艺参数为低温冰浴反应30min、中温35℃水浴反应2h、高温90℃水浴反应1h,该优化条件下制备的氧化石墨具有很强的XRD(001)峰,氧含量高达21.5%,相应的石墨烯具有较高的还原程度----碳氧原子比达5.24,石墨烯比表面积高达423.2m2/g。(2)研究了NaBH4湿法还原与微波干法还原对石墨烯结构和性能的影响规律。研究结果表明：NaBH4液相还原法制备的石墨烯的碳、氧原子含量分别为81.76%、18.24%,微波还原法制备的石墨烯的碳、氧原子含量分别为83.97%、16.03%,这表明微波还原法制备的石墨烯质量更高。(3)研究了以石墨烯为负极、金属锂片为正极的锂离子电池的电化学性能。研究结果表明：石墨烯作负极的锂离子电池充放电比容量很高,首次充电比容量高达1024.6mAh/g,首次放电比容量高达1555.5mAh/g,30次循环稳定后的比容量仍保持-600mAh/g。