能源是21世纪最重要的话题之一。而可充电锂离子电池在便携式电子设备、电动汽车和大型储能系统中具有举足轻重的地位。钛酸锂负极材料因具有稳定的电压平台和“零应变”特性,且市售钛酸锂制备工艺简单。然而,钛酸锂负极材料的本征电子导电率和锂离子扩散速率较低、理论容量低,限制了其规模化应用。本文系统的探讨了粘结剂沥青/SiO、C/SiO_x共包覆和C/TiO₂双导电层对钛酸锂负极材料在电化学性能的影响。(1)本文采用高能球磨、沥青热解等工艺制备了一种沥青基碳/一氧化硅/钛酸锂(7LTO3SiO/C)复合负极材料。研究了沥青基碳包覆层和一氧化硅对锂离子电池负极材料电化学性能的影响。结果表明沥青基碳为7LTO3SiO/C复合材料提供较高的电导率和机械强度,有利于减缓在充放电过程中SiO的体积膨胀和生成稳定的SEI膜。所制备的7LTO3SiO/C复合材料作为锂离子电池负极材料,具有优异的循环稳定性和倍率性能,并且在10C下循环500次容量保持率为99.5%,高于钛酸锂。(2)本文采用溶胶-凝胶法制备双导电层C-SiO_x-TiO₂共包覆Li₄Ti₅O₁₂(CS-TiO₂/LTO)负极材料。在热处理过程中,钛酸锂表面与SiO₂层接触面通过化学反应逐渐形成了锐钛矿二氧化钛;SiO₂层与聚多巴胺层发生碳热还原形成SiO_x层。该复合材料充分利用了高容量SiO_x涂层和锐钛矿二氧化钛与N掺杂C相结合的双导电层优势。研究了C-TiO₂双导电层和SiO_x共包覆对钛酸锂负极材料电化学性能的影响。所制备的CS-TiO₂/LTO具有高的振实密度和电子电导率,以及高的离子电导率,所以使得其具有较高速率能力和稳定的循环性能。