锂离子电池由于具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长、放电电压平稳、自放电小、无记忆效应和对环境污染小等优点成为了目前最为重要的二次电池。目前,商业化锂离子电池的阳极材料主要是石墨类碳材料,虽然具有优异的循环稳定性,但理论比容量低(372mA h g-1)、倍率性能和安全性能较差,不能满足发展高能量密度和高功率密度电池的要求,迫切需要研发出新型高容量阳极材料。过渡族金属氧化物的理论比容量是石墨类碳材料的2-3倍,很有希望替代石墨类碳材料成为一种新型高容量锂离子电池阳极材料。本论文以过渡族金属氧化物NiO为主要研究对象,结合纳米化和薄膜化电极的优势,通过优化设计NiO材料的纳米结构和形貌,制备出一系列具有优异循环稳定性和倍率性能的NiO电极,使电极的面积比容量得到较大的提升。并在此基础上,将研究对象拓展到了Co3O4。主要研究内容与结果如下：1、采用简单的热氧化方法在泡沫镍上原位制备了纳米多孔结构NiO电极。实验表明,该电极具有优异的倍率性能和循环稳定性：在0.2C倍率下循环50次后,放电质量比容量为783mA h g-1,面积比容量约为0.39mA h cm-2;在10C倍率下的放电质量比容量仍大于375mA h g-1。通过优化热氧化工艺参数,实现了NiO纳米多孔结构的可控制备,研究了纳米孔径尺寸效应以及NiO的质量负载量对电极储锂性能的影响。2、结合电沉积法和热氧化法,首次制备出循环稳定性和倍率性能俱佳的NiO纳米锥阵列电极。在0.2C倍率下循环100次后,电极的放电质量比容量达到了1058mA h g-1,面积比容量达到了0.85m A h cm-2。与在泡沫镍上原位制备的纳米多孔结构NiO电极比较,其质量比容量和面积比容量分别提高了17%和90%。在10C倍率下,该电极的放电质量比容量仍大于436mA h g-1。研究了充放电循环对NiO纳米锥阵列电极的形貌和结构的影响。3、采用溶剂热法并辅以热退火,在泡沫镍上制备出厚度达～5.3μm的介孔NiO纳米片网络结构电极。得益于特殊的介孔和网络结构以及较大的NiO负载量,该电极具有较高的面积比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。在0.2C倍率下循环50次后,放电质量比容量为1083mA h g-1,面积比容量为1.43mA hcm-2。与热氧化法制备的纳米多孔结构电极和纳米锥阵列电极相比较,面积比容量分别提高了276%和74%。在10C的倍率下,放电质量比容量仍大于305mAhg-1。4、采用简单的湿化学方法并辅以热退火,在泡沫镍上制备出了厚度为～5.8μm的介孑LCo3O4纳米片网络结构电极。性能测试表明,该电极不但有较高的质量比容量、优异的循环稳定性和倍率性能,而且具有了与商用电池阳极可比拟的面积比容量,在0.74mA cm-2的电流密度下循环30次后,放电面积比容量达到了4.39mA h cm-2,质量比容量为1058mA h g-1。在高达7.38mA cm-2的电流密度下,面积比容量仍然高于1.61mA h cm-2。