锂离子电池具有高比功率、高比能量等优点,而广泛应用于军事、民用领域。但在特殊低温环境中,由于石墨负极性能恶化导致锂离子电池性能满足不了实际要求。本论文首先采用常规电解液（1 mol/L, LiPF6, VEC: VDEC= 1: 1）对石墨材料进行常低温下的恒流充放电和交流阻抗测试。结果表明,随着温度降低,嵌锂比容量下降较大,^-10℃时嵌锂比容量只有83.2 mAh/g。在不同温度下,石墨的嵌锂比容量和脱锂比容量基本一致,所以低温下循环时其可逆比容量主要是由嵌锂比容量决定。温度降低时Rct（界面电荷转移阻抗）和Re（与电解液的Li+扩散阻抗相关）急剧增大是影响石墨低温性能的主要因素,而且Rct的影响程度更大于Re。虽然Rsei（Li+在SEI膜中的扩散阻抗）在低温下的数值是最小的,但Rsei、Rct不是独立变化的。其次,本文设计、配制了复合电解液,并测试了石墨负极在其中的性能。研究发现,复合电解液可以有效改善SEI膜的组成和结构,提高了石墨负极与电解液的相容性,使得石墨负极在室温时的首次可逆比容量提高到334 mAhg^-1。采用复合电解液后,石墨在^-10℃的可逆比容量达到了174.8 mAhg^-1,提高较大,但在-20℃时可逆比容量仍然偏低。这说明单一采用复合电解液还不能完全解决石墨的低温性能。最后本文拟采用Li₄Ti₅O₁₂包覆石墨（LTO-G）的方法来改善石墨负极的界面性能并提高低温性能。研究发现,采用原位聚合法时Li₄Ti₅O₁₂是以颗粒态附着在石墨表面的,使得石墨表面形成一种较复杂的复合界面。当反应温度为60℃时,采用逐滴加入Ti（OC4H9）4的方式即可获得性能最佳的6#-LTO-G,此时包覆层Li₄Ti₅O₁₂颗粒结晶度较高、尺寸较大。经过交流阻抗和循环伏安测试,6#-LTO-G的锂离子扩散系数最大,而且其界面Li+扩散阻抗和异相界面电荷转移阻抗均相比与原始石墨均有所下降。在常规电解液中,6#-LTO-G常温时的首次可逆比容量达到323.2 mAhg^-1;在^-10℃,可逆比容量达到171.8 mAhg^-1,相比于包覆前提高了近一倍。但是在-20℃时,6#-LTO-G的可逆比容量只有29.2 mAhg^-1,表明还需针对Li₄Ti₅O₁₂包覆石墨做进一步的研究。