作为一种新型钛系负极材料,Li2SrTi6O14近年来得到了研究人员的关注。这是因为,与传统的钛系负极材料Li4Ti5O12相比较,Li2SrTi6O14的平均工作电压（vs.Li/Li+）更低（约1.4V,前者为1.55V）,理论容量更高(约262m Ah·g-1,前者为175m Ah·g-1),具有更大的振实密度和更小的比表面积,此外Li2SrTi6O14材料的原材料成本要远低于Li4Ti5O12（约为后者的1/2）,从而使得该材料具备了在特定场景下的锂离子电池中大规模应用的可能性。基于目前的研究现状,本论文开展了Li2SrTi6O14等钛系低电压负极材料的合成、改性和全电池应用等方面的研究,以期为该材料的实际应用提供指导。主要研究内容和结果如下:首先,采用适用于工业化生产的固相合成法制备Li2SrTi6O14材料,研究了合成温度和Li/Ti配料比对材料形貌结构和性能的影响。采用X射线衍射（XRD）及无标样定量法研究了Li2SrTi6O14合成过程中不同温度阶段原材料物相变化、过程产物的形成与消失和最终产物的生成,从而得到了固相合成过程中的相变机制及其最优合成温度范围,结果表明在945℃～955℃内合成的材料性能最优,0.1C比容量达到131m Ah/g,10C/1C容量保持率大于79%。同时,通过对Li/Ti比进行优化,确定了最佳Li/Ti比为（2.23～2.24）:6,锂过少易产生金红石型Ti O2杂项,锂过多则会有Li4Ti5O12杂项,且产物中残碱量偏高。其次,考察了Zr4+掺杂、碳包覆对Li2SrTi6O14材料倍率性能的改善效果,通过恒电流间歇滴定（GITT）、交流阻抗（EIS）等技术,研究了改性后材料在电化学反应过程中的动力学特征,量化了其离子扩散速率和电子电导率。结果表明,适量的Zr4+掺杂可以增大Li2SrTi6O14材料晶胞参数,抑制晶粒生长,缩短离子扩散路径,提升材料的锂离子扩散系数(D+Li),当掺杂量x=0.1(Li2SrTi6-xZrxO14)时,D+Li可提升近10倍,达到8.86*10-12cm~2/s。而适量的碳包覆可有效改善材料颗粒间的接触电阻,降低电荷传递阻抗,当包覆量为5%（wt.）时,材料综合性能最优,电子电导率可大幅提升到1.52×10-3S/cm,10C/1C容量保持率高达92.1%。然后,采用XRD、DSC及无标样定量技术,研究了另一种钛系低电压材料Li Na Ti3O7的固相合成反应机理,推导出合成反应方程式,并对其电化学性能进行了表征。结果表明,Li Na Ti3O7具有比Li2SrTi6O14材料更低的平均电压（～1.25V,vs.Li/Li+）,首效高达94.9%,0.1C可逆容量为128m Ah/g,10C/1C容量保持率可达到77.4%,1C充、放电循环330圈后容量保持率仍高达96%以上,是一种具有良好商业应用前景的钛系负极材料。最后,开展了Li2SrTi6O14材料在软包全电池上的应用研究。分别以Li2SrTi6O14和Li4Ti5O12材料作为负极活性物质、NCM622和Li Co O2混合物作为正极活性物质,设计制备了5Ah的软包全电池,采用Land测试、交流阻抗（EIS）和原位测厚等方法,详细研究了其倍率充放、循环、厚度膨胀等性能。结果表明,Li2SrTi6O14电池具有比Li4Ti5O12电池更为优异的大倍率充放电性能,其15C充、放电容量保持率分别为83.4%和81.2%,而Li4Ti5O12电池充、放电容量保持率分别为74.4%和79.3%。另外,Li2SrTi6O14电池具有突出的结构稳定性和循环性能,其15C充电到满电态时厚度膨胀率仅0.35%,在45℃恒温环境中循环540圈后容量保持率高达95.1%。