电子设备与电动汽车的快速发展对储能设备提出了更高的要求,锂离子电池作为一种重要的能源存储装置在电子产品领域一直发挥着重要的作用,也在汽车动力电池领域所占比重日益增长。石墨作为商用锂离子电池阳极材料,其理论储锂比容量仅为372 mAh/g,目前,已严重制约了锂离子电池能量密度的进一步提升。因此,寻找具备高能量密度、高功率性能和高安全性的新型阳极材料来代替石墨是目前锂离子电池研究领域的热点问题。大量研究表明,TiO2和Sn材料是非常有发展前景的锂离子电池阳极材料。然而,对于TiO2材料而言,其自身较差的锂离子扩散率及电导率限制了其功率密度的提升;对于Sn材料而言,其巨大的体积形变(≥300%)易使电极结构崩坏,致使循环寿命有待进一步提高。本论文中针对上述问题,通过将上述材料纳米化、掺杂和与碳基材料进行复合等方式,缓解了上述阳极材料导电性差以及体积效应过大的问题。主要研究内容如下:1、Ni掺杂的TiO2/Ni纳米颗粒修饰的还原氧化石墨烯(RGO)复合阳极的制备及性能研究通过水热法制备了 Ni掺杂的TiO2纳米带,并将其与Ni纳米颗粒修饰的还原氧化石墨烯(RGO)复合,制备出TiO2-C纳米复合材料。扫描/透射电子显微镜(SEM/TEM),x-射线衍射(XRD)和拉曼光谱结果表明Ni掺杂的TiO2纳米带被包裹在RGO薄片中,该阳极材料展现出良好的电化学性能。当电流密度分别在0.5 A/g和5 A/g时,其可逆比容量分别达到331 mAh/g和198 mAh/g。而且,经过1000次循环后,其可逆比容量并未发生明显变化,我们认为这是由于TiO2纳米带结构减少了 Li离子的扩散距离,而Ni掺杂也提高了TiO2电导率和Li离子的扩散率,Ni组分的进一步修饰提高了材料的电导率和比表面积,从而使TiO2-C阳极材料性能明显提升。2、Sn-C纤维阳极的制备和性能研究通过静电纺丝法结合煅烧处理制备了Sn颗粒均匀镶嵌的碳纳米纤维,碳材料对Sn颗粒的原位还原还在纳米纤维上造成了大量孔洞,进一步促进了锂离子的扩散,也为Sn颗粒的体积形变提供了缓冲空间。所制备的Sn-C纳米复合阳极首次放电比容量可达到2218 mAh/g,在0.2 A/g的电流密度下循环500次后,可逆比容量仍可达到809 mAh/g。在0.5 A/g下循环500次后,容量的保持率可达到93%。