目前商业化的锂离子电池负极是碳材料，由于嵌锂电位与锂沉积电位相近，容易产生锂枝晶、理论容量不高、快速充放电性能差等缺点，无法满足快速发展的社会对高容量、快速充放电、循环性能好的锂电材料的需求。二硫化钼是一种具有类石墨烯结构的层状化合物，其各层之间通过范德华力相互作用，有利于锂离子的嵌入，而且能为锂离子嵌入提供较多的空间。同时，二硫化钼自然资源充足，作为锂离子电池负极时具有较高的比容量，关于其结构和形貌对电化学性能的影响的研究已经成为热点。本文通过X射线衍射，扫描电子显微镜，透射电子显微镜，拉曼测试，充放电测试、循环伏安测试以及交流阻抗测试等测试手段从组成、形貌、微观结构锂离子电池性能方面对二硫化钼进行了深入的研究。本文采用水热溶剂热法，通过对水热温度，钼源和硫源，反应溶剂，表面活性剂等工艺条件进行调节，最终制备出由纳米片组装成的花状二硫化钼，并对其进行了相关电化学性能测试，表现出较高的容量。在50mA/g的电流密度下，电池的初始放电容量能达到1000mAh/g以上，50次循环以后仍能保持220mAh/g，电池的容量较高。电池容量的提高可能与二硫化钼的花状相貌有关，纳米片之间的有机组合，不仅增大了电极与电解质的接触面积，而且提供了更多的嵌锂空间，还能有效缩短了锂离子的迁移路径，有助于锂离子的嵌入。由纳米片组装成的花状二硫化钼尽管容量较高，但循环性能较差，容量衰减比较快。本文通过水热法合成制备了二硫化钼与石墨烯的复合材料，考察了复合对锂离子电池性能的影响。研究结果表明，超声对前驱体的分散效果较好，经水热同步还原合成的复合材料，电化学性能得到了明显的提高，不仅循环稳定性得到了增强，而且电池的容量也得到提高。在高电流密度200mA/g下，电池循环20次仍能达到735mAh/g，电池的初始放电容量为900mAh/g以上，在相同条件下二硫化钼的容量为466mAh/g。复合材料电化学性能的提高与石墨烯的优异性能有关，在充分利用二硫化钼较高比容量的基础上，通过复合石墨烯增强了结构稳定性，提高了材料的电导性，从而增强了其电化学性能。