尖晶石型Li4Ti5O12材料在1.55V左右有一个非常平稳的放电平台，且在充放电过程中不发生结构变化，是一种很有应用前景的电极材料，但是由于它是一种绝缘体，电子电导率低导致高倍率充放电性能不理想，所以提高电子导电性对其实际应用很有意义。　　 本文以Li4Ti5O12材料为研究对象，结合其结构特点以及阻碍电化学性能提高的主要因素，通过以下三条路线进行改性和机理探讨：⑴离子掺杂：通过Al3+、Ga3+、Co3+、Mg2+等阳离子掺杂、F-阴离子掺杂以及Al3+_F-阴阳离子共掺杂来调整材料内部离子的电价分布，并提高结构稳定性；⑵负载金属导电剂：添加Ag、Cu等金属导电剂来提高材料的电子导电性；⑶复合其他电极材料：与氧化物CuxO以及非金属C等其他电极材料进行复合，这些电极材料既能贡献一部分的平台容量，又能提高材料的电子导电性。这三条路线的最终目的都是通过改性，提高Li4Ti5O12材料的电化学性能，特别是高倍率下的充放电性能。　　 研究结果表明，这三条路线都能有效地提高Li4Ti5O12材料的电化学性能。其中，Al3+离子掺杂有效地提高了材料的可逆容量和循环稳定性，是目前文献报道最好的掺杂组分；金属Ag导电剂能提高材料的电子导电性，减少界面极化，从而有效地提高材料的高倍率充放电性能。在接下来的研究中，我们又特别地对这两部分进行系统研究，探讨材料改性的最佳条件，采用各种软化学方法对材料进行进一步优化，并深入探讨改性后Li4Ti5O12材料的电化学性能提高的机理。在此基础上，结合目前锂离子电池各种电极材料，尤其是氧化物体系普遍存在电子电导率低的问题，我们把金属Ag导电剂添加到LiMn2O4、LiCoO2等电极材料中，重点研究复合材料的高倍率充放电性能，也取得了很好的效果。