尖晶石型钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)作为锂离子电池的一种负极材料,凭借其自身的循环稳定性和显著地安全性能受到了科研人员的广泛关注。尖晶石型钛酸锂在充放电过程中锂离子的嵌入和脱出,自身结构并不会发生变化,被称为“零应变”材料。因此具有较高的安全性,另外尖晶石型钛酸锂具有较长的电化学充放电平台,在电极工作时能够提供稳定的电压。然而不足的是,钛酸锂自身的较低的锂离子扩散系数严重限制了钛酸锂的大规模的商业化。故很多研究者致力于钛酸锂的改性研究以提升其电化学性能。本论文通过对钛酸锂进行形貌改性成功制备了具有优良电化学性能的钛酸锂样品。将制备的钛酸锂样品分别进行XRD、SEM、TEM等物理表征及充放电性能测试、循环伏安测试、交流阻抗等电化学表征,发现两种特殊形貌结构的钛酸锂具有较高的可逆容量和较大的倍率性能。本课题通过在制备钛酸锂反应体系中添加表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的方式,成功合成出了具有额外表面锂存储功能的自支撑结构的钛酸锂纳米片,通过物理表征发现该纳米片具有比表面积大、厚度薄等特点。通过电化学测试表明该材料具有较高的可逆容量和倍率性能,在0.5 C倍率测试条件下样品的可逆容量可达到173 mAh/g,即使30 C高倍率条件下仍然可达到150 mAh/g可逆容量,容量保持率接近90%,因此材料具有较高的可逆容量和优良的倍率性能,这主要归因于钛酸锂样品自身的自支撑形貌结构能够增大电解液与电极材料的反应面积,缩短锂离子传输通道,改善锂离子扩散性能,从而显著地提升其自身的电化学性能。以往普通方法合成钛酸锂所需的试剂多为乙醇,本课题中首次采用乙二醇作为合成钛酸锂的反应试剂,将水热温度升高至200℃成功制备出了具有正八面体形貌结构钛酸锂。经过TEM物理表征测算出晶格条纹间距为0.48 nm为钛酸锂[110]晶面,该形貌结构的钛酸锂表面具有更多的活性位点,氧化还原反应所消耗的能量最小,能够使电化学反应效率最大化。经过电化学表征,正八面体形貌结构的钛酸锂不仅具有额外表面锂储存功能,而且在可逆容量和倍率性能方面也有着优良的表现。通过充过放电测试可知在0.5 C倍率条件下钛酸锂样品的可逆容量可达到170 mAh/g,当电流密度增大到30 C高倍率条件下,可逆容量仍然可以达到145 mAh/g高可逆容量,而且随着测试电流密度的增加钛酸锂样品的极化现象并不明显,这主要归结于钛酸锂其自身的正八面结构,能够有效的降低样品材料的极化程度。因此这种具有优良电化学性能的特殊形貌结构的钛酸锂材料将成为未来锂离子电池电极材料的研究热点。