随着科技的发展,人们对能源的需求越来越大。目前,锂离子电池由于其相对较高的能量密度、长寿命和环境友好性,在储能技术中发挥了重要作用,并广泛应用于手机、便携式计算机和电动汽车等电子设备中。钛基氧化物材料由于具有高的理论比容量、资源丰富、对环境友好等优点,而被广泛研究。但钛基氧化物存在着充放电过程中体积变化较大和导电率较低等问题,导致了较差的循环稳定性。对此,本论文通过构建多孔的亚微米棒结构以及碳包覆纳米颗粒,使钛基金属氧化物负极材料的电化学性能得到较大提升。主要研究内容和结果如下:（1）利用简单的溶剂热法,合成了CoTiO3纳米颗粒和CoTiO3亚微米棒,探究其微观结构对储锂性能的影响。在相同的测试条件下,CoTiO3亚微米棒呈现出更好的循环性能和倍率性能。其性能优异的原因是亚微米棒具有较大的孔容和比表面积。一方面,其多孔结构和大的比表面积能够增加电极材料与电解液的接触面积,能够在充放电过程中缓解大的体积变化和提供更多的活性位点;另一方面,一维多孔结构可以加速电子的转移和促进锂离子的扩散,进而提高了电极的导电性。（2）采用简单的溶剂热法,合成了NiTiO3纳米颗粒和NiTiO3亚微米棒,探究其微观结构对电化学性能的影响。由于多孔棒状结构和高比表面积的协同作用,在相同的测试条件下,NiTiO3亚微米棒材电极展示出更高的容量和更优异的循环性能。NiTiO3亚微米棒电极优异的电化学性能归功于其高导电性和多孔结构,从而实现了电荷的快速转移,同时锂离子也更容易扩散到活性中心。（3）通过自组装的方法在氧化石墨烯（GO）的表面附着Fe2TiO5纳米颗粒,制备了网状结构的Fe2TiO5纳米颗粒/还原氧化石墨烯（r GO）复合材料。将其用作锂离子电池负极并测试其电池性能时,Fe2TiO5 NPs/r GO表现出更好的循环稳定性和倍率性能。Fe2TiO5NPs/r GO优异的电化学性能主要是由于Fe2TiO5和r GO的协同作用。r GO可以减少纳米颗粒之间的团聚,而Fe2TiO5纳米颗粒可有效减少相邻r GO的堆叠。这种复合结构设计能够提供充足的缓冲空间来缓解体积膨胀。除此之外,r GO具有良好的导电性,与Fe2TiO5复合后可加速电子和离子的转移,从而降低了电池的总电阻。