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锂离子电池具有高能量密度、高工作电压、无记忆效应等优点，有望成为电动汽车的主要动力来源之一。尖晶石结构的钛酸锂（Li4Ti5O12）是一种“零应变”材料，理论嵌锂电位为1.55V（vs. Li+/Li），理论比容量为175 mA?g-1，充放电过程中体积结构几乎不发生变化，具有充放电性能好、循环性能优良、充放电电压平台稳定等优点。同时钛资源丰富、价格低廉。这些优点使其成为锂离子电池极具发展前景的电极材料，有着巨大的研究价值和商业应用价值。 然而，Li4Ti5O12材料的本征电子导电能力（电导率10－13Scm-1）和离子导电能力（锂离子扩散系数约为2×10－8cm2s-1）不高，因此Li4Ti5O12在大电流充放电时容量衰减快、倍率性能较差，限制了其作为高倍率负极材料在动力锂离子电池中的应用。本文从有利于推进Li4Ti5O12实际应用出发，针对钛酸锂材料电子导电率低，传统固相法烧结能耗高、纯度低的问题，以钛酸丁酯（Ti(OC4H9)4）和醋酸锂（LiCH3COO·2H2O）为原料采用溶胶凝胶法合成纳米级别的Li4Ti5O12，并以柠檬酸为碳源对Li4Ti5O12进行碳包覆改性，获得了Li4Ti5O12/C复合材料，改善了材料的导电性能，提高了材料的大电流充放电倍率性能，不仅丰富了Li4Ti5O12材料的研究内涵，而且促进了Li4Ti5O12材料在锂离子动力电池中的实际应用。其中获得的主要研究成果与结论如下： 1、通过采用P123为表面活性剂的溶胶凝胶法可以合成表现优良的Li4Ti5O12材料。通过添加冰醋酸和表面活性剂P123来控制反应进程，可以得到分散良好、含杂质量低的纳米Li4Ti5O12材料。 2、在溶胶凝胶法中，采用柠檬酸为碳源来对Li4Ti5O12颗粒进行碳包覆，合成Li4Ti5012/C复合材料。研究了含柠檬酸量的不同，对复合材料结构和电化学性能的影响。结果表明，适当地提高柠檬酸含量有利于充放电倍率性能的改善。当在溶胶凝胶过程中添加的柠檬酸的量为0.01mol时，Li4Ti5O12的充放电性能最好。首次充放电比容量为161 mAg-1，在以0.5C的倍率充放电时，放电容量保持率为85.4％，以5C的倍率充放电时，放电保持率为80%。 在溶胶凝胶法制备Li4Ti5O12材料时，通过添加表面活性剂P123和柠檬酸，由于柠檬酸在作为碳包覆的碳源的同时也具有络合剂的作用，可以得到具有纳米尺寸、较好的电子导电率以及较好的大倍率充放电性能的Li4Ti5O12材料。