目前,钛酸理(Li₄Ti₅O₁₂)作为锂离子电池负极材料,在纯电动以及混合动力电动车的应用受到广泛关注。其主要特点是锂离子在进入及脱出过程中,体积几乎不会发生变化,同时较高的电压平台减少了液态电解质的分解及SEI膜的生成。然而,较低的电导率及锂离子扩散系数限制了其应用。为了改善钛酸锂材料的电导率,本论文采用了三种方法,包括金属离子掺杂,引入电导率高的第二相及粒径控制的方法。首先,通过两步固相法制备了钛酸锂及Mg&Zr掺杂样品,系统的研究了材料结构及电化学性能。研究发现,Li3.8Mg0.2Ti4.8Zr0.2O12样品在1C,2C,5C下的放电比容量分别为,169.6 mAhg-1,144.2 mAhg-1,113.1 mAhg-1,明显好于未掺杂样品。电化学阻抗谱测试发现,Li3.8Mg0.2Ti4.8Zr0.2O12样品的材料内阻明显低于未掺杂样品。然后,通过静电纺丝的方法制备了Li₄Ti₅O₁₂和Li₄Ti₅O₁₂/C纤维。研究发现,两种材料均表现出较高的可逆电容量和倍率表现。比较两种样品发现,Li₄Ti₅O₁₂/C复合材料具有更高的可逆比容量,倍率容量,低的电极极化,说明碳的引入,降低了钛酸锂颗粒的团聚,提高了其电导率。另外,电化学交流阻抗拟合谱（EIS）显示Li₄Ti₅O₁₂/C和Li₄Ti₅O₁₂电池内阻分为55Ω和135Ω,复合纤维的内阻明显低于未掺杂样品。最后采用水热法制备了Li₄Ti₅O₁₂样品,并且对反应产物分别采用700℃、750℃、800℃三种不同的烧结温度,观察不同烧结温度对Li₄Ti₅O₁₂电化学性能的影响。研究发现,750℃烧结的样品的倍率表现好于另外两个温度得到的样品,同时该样品在高倍率50圈后,电容量保持在89%。另外,750℃烧结的样品首圈放电比容量为235mAh/g,比理论值高34%,经过10圈循环之后保持率为91%,经过50圈大倍率循环之后保持率为89%,证明了通过水热法制备的钛酸锂具有较好的电学性能。750℃烧结的样品在0.5C倍率下,首圈比电容量为235mAhg-1,高于钛酸锂理论电容量34%,可能是来自样品中残留碳的电容量贡献。