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锂离子电池具有较高的单体电压、较大的比能量和安全可靠的循环稳定性,在便携式设备、数码设备、通信等诸多领域上应用十分广泛。随着电动汽车市场的不断扩大,市场上石墨负极锂离子电池难以满足高能量和高功率的要求。TiNb2O7（TNO）材料,理论比容量高达387.5mAh·g-1,具有优异的循环稳定性和安全性,被认为是目前最有潜力的锂离子电池负极材料之一。本论文研究了铌酸钛负极材料的制备和改性。主要研究内容如下:（1）探讨了高温固相法、溶胶凝胶法和溶剂热法制备TiNb2O7的优化条件。结果表明,以Nb2O5和TiO2为原料高温固相法制备TiNb2O7材料的最适条件为1200℃煅烧10h;以Nb2O5和钛酸四丁酯（TBT）为原料溶胶凝胶法制备材料的最适条件为KOH作碱源,煅烧温度和时间为800℃、2h;溶剂热法以NbCl5和TBT为原料在pH=9时,在200℃保温12h,干燥后的产品在800℃下煅烧2h。SEM显示,溶剂热法得到的TiNb2O7材料为纳米颗粒组成的微球,而高温固相法和溶胶凝胶法得到的TiNb2O7材料粒径较大,没有疏松多孔的结构。组装成半电池进行了恒流充放电性能测试,结果表明:溶剂热法制备的TiNb2O7材料具有最优的可逆容量,在0.1C倍率下,保持约294.88mAh·g-1的放电容量。（2）以玉米芯为原料制备了生物质C材料。以S和（NH4）6Mo7O24˙4H2O为原料,制备了中空管状MoS2材料。通过溶剂热法将生物质C材料、TiNb2O7材料和MoS2材料依次复合,得到新型生物质C/TNO/MoS2复合材料。对材料的XRD和SEM进行了表征,结果显示,TiNb2O7材料复合在生物质C上,MoS2材料复合在最外层。恒流充放电性能结果表明,生物质C含量增加导致复合材料可逆容量降低;MoS2材料含量的增加则会提升复合材料的可逆容量;5%生物质C/TNO/10%MoS2复合材料在0.1C倍率下可达到约475.1mAh·g-1的放电容量。（3）研究了高温固相法制备Ti2Nb2O9材料的实验条件,结果表明,最适条件为1200℃下煅烧10h。在该条件下制备了一系列不同掺杂量的Ti2Nb2-xVxO9材料,XRD结果表明,V5+离子成功进入主体材料的晶格间。对组装的半电池进行了恒流充放电和电化学阻抗测试,结果说明,Ti2Nb2O9材料能在0.1C倍率下达到约150mAh·g-1的容量,在经过4C充放电后,重新在0.1C下放电仍能保持142.5mAh·g-1的放电容量。适量钒离子的引入可以增加Ti2Nb2O9材料的导电性能,但是对增加可逆容量没有作用。