锐钛矿氧化钛(TiO₂)做为锂离子电池负极材料,体积应变小(<4﹪),相对锂具有较高电位,可以避免锂枝晶形成,因此能够提高锂离子电池安全性能。然而氧化钛本身较低的电导率导致其电化学性能受到限制,影响了它的应用。本文分别采用结构控制、降低粒径及碳复合三种方法尝试改善氧化钛的电化学性能。采用静电纺丝技术制备了氧化钛,研究了不同温度,不同保温时间对材料性能的影响。采用X射线衍射及扫描电子显微镜分别对样品物相及形貌进行了表征,结果表明,在450℃下保温1h、2h、3h均得到了纤维状结构的纯相锐钛矿氧化钛。室温条件下的充放电测试表明,保温2h制备的氧化钛具有最好的电化学性能,其在0.2C、0.5C、1C、2C充放电倍率下首圈比容量分别为203.2、177.2、153.4、131.6mAh/g,以0.2C的倍率循环100圈后,容量保持率为89﹪。其电化学阻抗谱(EIS)显示与其他热处理工艺相比,此工艺条件下得到的氧化钛的阻抗值最小,扩散系数较大。通过水热工艺制备了锐钛矿氧化钛样品,研究了不同分散剂对样品颗粒大小及电化学性能的影响,研究发现聚丙烯酸(PAA)和盐酸(HCl)做分散剂均可以降低氧化钛颗粒尺寸,改善水热过程中氧化钛颗粒的团聚问题,PAA效果较明显;电化学性能测试表明,分散剂的加入整体上改善了氧化钛的电化学性能,加入PAA分散剂的样品倍率表现明显好于其它两种样品;EIS测试表明,加入PAA和HCl两种分散剂都使得锐钛矿TiO₂材料的整体阻抗减小,且增大了Li+在材料中的扩散系数,其中加入PAA分散剂对扩散系数的提高较明显。通过差示扫描量热仪(DSC)以及X射线衍射(XRD)对纺丝以及水热工艺制备的碳复合样品热处理过程研究发现,碳的引入均提高了锐钛矿氧化钛的生成温度,同时提高了锐钛矿向金红石的相转变温度,透射电镜观察发现,复合样品中的碳以非晶态形式存在;无论是静电纺丝还是水热工艺制备的TiO₂/C复合样品的电化学性能均优于空气气氛条件下的锐钛矿样品性能,主要原因是非晶态碳的引入,提高了复合样品的电导率,从而整体上改善了复合样品的电化学性能。