二维金属氧化物材料由于具有较多活性位点和固有的层间距有利于离子扩散以及存储。其中高离子电导率钛酸镧锂(LixLa（2-x）/3Ti O3,LLTO)作为全固态电解质以及电极材料开始受到研究者的重视。然而,该钙钛矿型材料作为固态电解质时界面接触性较差,同时作为锂离子电池负极材料时可逆容量不足且研究较少。针对以上问题,本课题主要内容如下:（1）高温固相合成法制备得到K2La2Ti3O10（KLTO）二维层状金属氧化物。12%Li2CO3改性和900℃烧结温度下制备得到层状形貌和结构较好的二维钙钛矿K2La2-xLixTi3O10（K（Li）LTO）材料。K（Li）LTO通过质子化、插层、碳化设计得到一种二维钛酸锂镧/碳纳米（（Li）LTO@C）复合材料,并成功应用于锂离子电池（LIBs）负极材料。实验证明层间插层碳纳米片可提升（Li）LTO@C电子导电性。（Li）LTO@C复合材料在较高温下层状结构未塌陷,表现出较好的结构稳定性。600℃碳化得到的（Li）LTO@C-600电子电导率为1.98×10-5 S m-1,高于K（Li）LTO的1.80×10-6 S m-1。（Li）LTO@C-600复合材料倍率性能优异,在0.02 A?g-1下具有350 m Ah?g-1的放电比容量,表现出优良的可逆性能。电流密度1 A?g-1下循环800次,能够保持70%比容量。（2）高温固相法在1200℃下制备了一种不含有K元素的Li2La2(Ti3O10)（LLTO）层状材料。同样在插层、置换后引入小分子胺、碳化得到LLTO@C,在高温下依旧保持稳定的逐层堆叠二维结构。800℃插层碳化得到的LLTO@C-800由于高度石墨化从而表现出优异的电子导电性,该复合材料在0.02 A·g-1时具有平均275 m Ah·g-1的放电比容量,在2 A?g-1下125 m Ah?g-1,均高于500-700℃的放电比容量。此外,LLTO@C-800在经过3000次循环后保持86%放电比容量,具有稳定循环性能。这为制备高耐热层状复合材料提供了新的方向。（3）聚合物电解质尽管具有界面电阻小和电化学稳定性窗口较宽等优点,但Li+电导率较低且电池低温性能下表现差。在论文中基于前面成功制备得到的层状LLTO无机氧化物,设计合成一种性能良好的贝壳型复合物固态电解质。结果证明实验在高温熔融下PEO具有较好流动性,有着很好渗透进入LLTO层间的趋势。加入分子量为MW=300000（30w）下LLTO-30w PEO离子电导率为9.5×10-6 S?cm-1。