锂离子二次电池已经广泛应用于各种便携式电子产品,近年来,电动车、便携式移动装备和混合动力汽车的储能装置对锂离子二次电池及其电极材料提出了更高的要求。石墨材料是目前商业化应用最广泛的负极材料,由于其理论容量比较低,因此无法满足大功率密度的需求。金属氧化物理论容量高,但是在电化学循环的过程中体积膨胀严重,极易引发安全事故。因此寻求更加安全、环保并具有高比能量的锂离子二次电池负极材料成为了锂离子二次电池领域的研究热点。三维微纳结构负极材料具有均匀的孔隙度和大的比表面积,拥有特殊的物理、化学以及力学性能,因此对三维微纳结构材料应用领域的探索研究非常有必要。基于此,本工作设计了一系列以Cu、泡沫Cu为主的前驱体:采用了阳极氧化法制备玉米叶状Cu₂O;采用了水热法制备了具有三维微纳连续带孔道结构的石墨烯量子点包覆泡沫铜;采用了水热法制备SnO₂包覆泡沫Cu;采用了高温煅烧制备了CuO和Cu₂O泡沫Cu复合电极材料;得到微纳尺寸的球状、片状混合金属氧化物复合材料。并对阳极氧化电压、水热温度、水热时间等条件对材料组成、结构和电化学性能的影响进行了研究。实验表明,这些三维微纳结构材料作为锂离子电池负极材料时,在电化学循环的过程中可以有效的限制体积膨胀,显著提高锂离子的传输速率,提高了充放电容量。