采用阳极氧化法制备三维有序TiO2纳米管阵列,在450、600、650及700℃煅烧2h,借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及X射线能量色散光谱仪研究了煅烧温度对TiO2纳米管阵列微观结构及形貌的影响。以金属锂箔为对电极和参比电极,研究了不同热处理温度对TiO2纳米管阵列电极的充/放电性能、循环伏安曲线和循环稳定性的影响。结果表明:在450℃煅烧时,TiO2纳米管是锐钛矿型晶体,随着温度升高,金红石相开始出现并逐渐转变成为主要晶相;650℃是TiO2纳米管形貌开始坍塌的临界温度,在700℃时,纳米管形貌完全坍塌;作为锂离子电池负极活性材料,虽然放电比容量随着煅烧温度的增加而降低,但均表现出良好的充/放电稳定性。