近年来,随着锂离子电池的快速发展,其作为一种高性能的储能器件被广泛的应用在电动汽车、移动设备和储能电站等领域。尖晶石型钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂（LTO）作为负极材料时,由于其在Li⁺脱嵌过程中,晶体结构保持高度的稳定性,体积几乎无变化而被称为零应变材料。但由钛矿价格上涨,且钛酸锂本身电子电导率低下,需要进一步的研究降低其成本并改善其电化学性能。本文旨在基于偏钛酸这种低成本的钛源制备和优化制备钛酸锂,并在此基础上进行改性,探究基于偏钛酸制备钛酸锂的优化工艺和最优的改性方式,最终获得适用于高性能锂离子电池得钛酸锂负极材料。具体工作如下:（1）以偏钛酸为钛源,分别用直接煅烧（DC1-LTO）和二次煅烧（DC2-LTO）以及醋酸锂水热处理后（HyT-LTO）煅烧制备法的钛酸锂材料。通过物相分析发现HyT-LTO的晶化程度更高,颗粒更小,杂质更少。HyT-LTO展示了最优异的倍率性能,良好的电化学循环稳定性。证明这种方法能够制备优质的用于锂离子电池的钛酸锂负极材料。（2）通过不同气氛的等离子体对钛酸锂进行改性,制备出了一系列的等离子体改性钛酸锂材料。对比未处理的钛酸锂LTO负极和等离子处理后的钛酸锂材料LTO+H₂、LTO+Ar+N₂、LTO+H₂+N₂的电化学性能。发现经过氢气H₂和N₂处理后的钛酸锂材料LTO+H₂+N₂具有最高的可逆比容量,最高的倍率性能,最稳定循环稳定性。结合物相分析发现H₂和N₂混合等离子体处理后钛酸锂具有氧空位和N元素注入,能有效降低钛酸锂材料的电阻和提高锂离子电池在钛酸锂体相内的扩散。（3）通过热还原法和CVD法两种不同方法成功合成了具有良好电化学性能的石墨烯包覆复合材料LTO@G（HT）和LTO@G（CVD）。相比未包覆的LTO和LTO@G（HT）,CVD法制备石墨烯包覆的LTO/石墨烯复合材料表现出优异的循环稳定性和较高的可逆容量和良好的倍率性能。通过热处理法和化学气相沉积结果表明,采用热处理进行碳包覆的LTO未被完全包覆,而采用CVD法进行碳包覆的LTO颗粒被石墨烯完全包覆。与完全未包覆和未被完全包覆的LTO相比,被石墨烯完全包覆的LTO呈现出更优异的电化学性能。