化石燃料的集中消耗，加剧了能源日益短缺的现象，同时也触发了全球气候变暖的警报。开发可循环利用的高效能源成为了人类社会可持续发展的当务之急和根本策略。太阳能、地热能、风能和潮汐能等，时间、空间上不连续，且需要配备高效的储存和运输系统，这使得以能量储存与转化为依托的新能源技术成了世界范围内的重要研究议题。化学电源是一种方便、可靠的清洁能源，能高效地实现电能与化学能之间的相互转变，成为了储能领域的一个重要方向。而在众多化学电源中，锂离子二次电池较之铅酸、镍氢、镍镉等电池体系，具有开路电压高、能量密度高、循环寿命长、环境友好、结构紧凑等显著特点而倍受瞩目。锂离子电池的商业化推动了便携式电子市场的快速成长，而新型应用领域的开拓对锂离子电池的核心部件，如：正负极电极材料，提出了更高的要求以实现高能量密度和功率密度。以商业化的碳负极材料为例，其实际放电比容量由最初的200 mAh g-1 增加至当下的350 mAh g-1，已非常接近372 mAh g-1的理论比容量。显然，开发高比容量、高比功率的正负极材料将是未来一段时间内世界各国科研人员共同努力的方向。目前，高容量正极材料V2O5引起了广泛地关注，但其块体材料的电化学活性低，导致其高比容量难以有效发挥，并往往表现出较差的循环稳定性。反之，高容量负极材料的研究主要集中在锡基、非金属硅等方面，而其面临的最大挑战是巨大的体积效应造成的短的循环寿命。针对上述问题，天津师范大学李喜飞教授课题组开发了一种可用于实现石墨烯对各类电极材料包覆的通用技术，该方法提供了一种用于构造具有优异性能的石墨烯基电极材料的可靠捷径（获批中国专利：一种通用的反应体系用于实现石墨烯对材料的保型封装，授权日：2017年04月19日专利号：ZL 2015 1 0680794.5；获批中国专利：一种锂离子电池正极材料用功能化石墨烯的制备方法（授权日：2016年8月17日，专利号：ZL 2014 1 0287323.3））。石墨烯具有大的比表面积和极佳的舒展性，若用石墨烯对电极材料进行封装包覆，能有效地抑制颗粒的体积膨胀和团聚现象，同时能增强材料的电子电导率。除此之外，石墨烯的封装包覆可有效地提高复合材料的循环寿命。