尖晶石Li4Ti5O12是一种很有市场应用价值的新型锂离子电池负极材料,具有非常好的循环稳定性,但Li4Ti5O12的电子和离子电导率较低,在高倍率充放电条件下,倍率性能较差、电池容量衰减快,实际应用受到阻碍。Li4Ti5O12商品化的关键是通过改性提高倍率性能。针对这些问题,本文通过筛选不同的制备方法,采用共沉淀法对Li4Ti5O12进行包覆,合成了纳米化、颗粒均匀的尖晶石Li4Ti5O12,并对其结构、形貌和电化学性能等进行了系统研究。本文主要的研究内容如下:1.采用水热法、共沉淀法和固相反应法制备了尖晶石Li4Ti5O12并对不同方法制备的样品进行了物相分析、形貌分析和电化学性能测试。用共沉淀法和固相法制备得到了比较纯的尖晶石Li4Ti5O12,而水热法制备的样品含有锐钛矿二氧化钛杂质。共沉淀法制备的尖晶石Li4Ti5O12具有颗粒分布均匀、粒径小等优点,而水热法制备的尖晶石Li4Ti5O12有团聚现象。共沉淀法制备得到的尖晶石Li4Ti5O12在1C倍率下首次放电容量高达185.8mAh g-1,充放电循环80圈以后容量为166.8mAh g-1,展现出了比用水热法和固相反应法制备的尖晶石Li4Ti5O12更优越的性能。2.采用比较简单的共沉淀法制备了Li4Ti5O12@V2O5复合材料,通过分析发现V2O5的加入对Li4Ti5O12颗粒的生长有抑制作用,同时也抑制了Li4Ti5O12的团聚。当样品中V2O5的含量为2%时,得到了粒径为100nm以下的Li4Ti5O12@V2O5复合材料,通过电化学性能测试,当样品中V2O5的含量为2%时,Li4Ti5O12@V2O5复合材料的充放电性能比纯的Li4Ti5O12好,Li4Ti5O12@V2O5复合材料在1.55V的充放电平台稳定,充放电150圈以后样品的容量为169.9mAhg-1,容量保持率为92.94%,比纯样品高,说明V2O5的加入提高了Li4Ti5O12的电化学稳定性。当样品中V2O5的含量为2%时,样品表现出较好的充放电循环性能。3.采用工艺比较简单的共沉淀法制备尖晶石Li4Ti5O12负极材料和利用LiV3O8易合成的特点,首次利用湿法制备工艺制备了表面包覆LiV3O8的Li4Ti5O12样品粉末。通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜分析证明了在Li4Ti5O12表面成功包覆了LiV3O8。Li4Ti5O12/LiV3O8复合材料具有比纯的尖晶石钛酸锂更好的电化学性能,在10C倍率下充放电容量保持在70mAh g-1,比纯的尖晶石钛酸锂具有更好的倍率充放电性能。在3C倍率下放电50圈以后复合的尖晶石钛酸锂样品仍表现出比较好的电化学性能,容量保持在140.3mAh g-1。