石墨烯独特的单原子层结构赋予其丰富而奇特的物理化学性质，使其在纳米电子器件，化学电源，太阳能电池，电子显示器，热/电传导器件和功能性复合材料中具有广泛的应用。　　 本文围绕石墨烯及其功能化复合材料，并对其在储能器件中的应用开展研究。主要内容如下:　　 1.研究提出了大批量制备氧化石墨烯(GO)的新方法。通过对Hummers法的研究和改进，使用膨胀石墨取代常用的鳞片石墨材料进行氧化剥离，提高了单层GO的剥离效率和产量，简化了反应步骤，缩短了反应时间，可直接剥离得到单层GO，无需经过超声剥离即可用于下一步复合材料的制备合成，为大量制备单层GO并用于复合材料的合成打下基础。　　 2.采用原位方法制备了基于还原石墨烯(RGO)的复合材料，并研究了这些复合材料在锂硫电池，超级电容器和锂离子电池体系中的应用，取得较好的结果。　　 3.开展基于新型高温处理石墨烯(MG)的复合材料的合成方法设计和研究，制备了MG-S，MG-MnO，MG-MnO2复合材料，分别研究这些复合材料在锂硫电池，锂离子电池，锂空气电池体系中的应用。研究结果表明，MG石墨烯由于具有高电导率，高比表面积，高单层分散性等优点，作为导电骨架远优于RGO石墨烯骨架，其相应的复合材料所表现出的电化学性能均显著优于基于RGO的复合材料。　　 4.针对石墨烯表面的氮元素掺杂以及氮掺杂石墨烯在储能方面的应用进行了初步的研究。通过三聚氰胺同氧化石墨烯的反应在石墨烯表面实现氮元素掺杂并同时阻止了石墨烯面对面的团聚现象，从而得到一种疏松多孔的三维氮掺杂石墨烯骨架材料。该骨架材料应用于锂硫电池体系获得良好的电化学性能表现。