近年来,随着环境污染问题逐渐得到了大众关注,锂离子电池作为一种清洁的汽车动力能源越来越受到重视,由此对锂离子电池的能量密度和安全性能提出了更高的要求。此外,随着手机等电子产品屏幕越来越大,耗电越来越快,锂离子电池的容量和倍率性能也成了衡量锂离子电池品质的关键。二氧化钛(TiO2)具有廉价、环保的特点,其纳米材料作为锂离子电池负极具有理论容量高、安全性能好、能量密度高、充放电平台高、可快速充放电等优点,是十分有前景的锂离子电池负极材料。其中的一维纳米TiO2由于具有两方向的锂离子传输通道,可以通过很大的电流快速充放电,能够满足人们对电动交通工具和数码产品快速充放电的需要。此外一维纳米TiO2采用水热法制备,操作简便,具有商用推广的条件。本文采用水热法制备一维纳米TiO2,探究水热温度、烧结温度对一维纳米TiO2的形貌和电化学性能的影响,得到两种TiO2-B晶型和锐钛矿晶型同时存在的TiO2纳米管(TiO2-400和TiO2-500),这两种混晶TiO2纳米管均具有较高的容量、良好的循环性能和优异的倍率性能。为进一步提高混晶TiO2纳米管的性能,尝试采用石墨烯和多巴胺包覆对混晶TiO2纳米管进行碳包覆,其中多巴胺包覆6h后700℃碳化所得的材料具有TiO2-B晶型和锐钛矿晶型混合的管型结构,以及合适厚度(-2nm)的碳包覆层,从而同时具有高容量、高倍率性能及高循环稳定性的优点。该材料以200mA·g-1电流密度500次循环后容量保持在177.5mAh·g-1,大电流密度2000mA·g-1下容量为141.2mAh·9-1,600次大电流密度循环后(2000mA·g-1),容量仍然维持在140.5mAh·g-1。