尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂因其有“零应变”材料的美称以及钛酸锂嵌锂电位高（1.55V vs.Li/Li⁺）,充放电过程中晶体结构稳定等优点,而逐渐受到了人们的重视。但Li₄Ti₅O₁₂负极材料存在着离子电导率低等缺点,限制了其应用。本文以醋酸锂、钛酸丁酯、柠檬酸为原料,采用溶胶凝胶法合成Li₄Ti₅O₁₂负极材料,并通过离子掺杂以及表面包覆进行改性。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、恒流充放电等多种测试表征手段,对其结构及电化学性能进行了研究。实验结果表明:1)在锂钛摩尔比等于0.8的基础上,增加醋酸锂的含量,当增加的含锂量为3 wt%时,Li₄Ti₅O₁₂负极材料的电化学性能最佳。在1 C倍率下的首次放电比容量为133.0 mAh/g,放电平台为1.5 V,循环50次后保持率一直较为稳定,第一次为133.0 mAh/g,最后一次为129.35 mAh/g,容量保持率为97.26%。2)在锂位和钛位共同掺杂Zn²⁺,制备Li_3.93Zn_0.10Ti_4.97O₁₂负极材料,并在其表面用NiO进行包覆,探究不同包覆量对Li_3.93Zn_0.10Ti_4.97O₁₂/NiO负极材料的电化学性能的影响。结果表明:5%NiO包覆的样品电化学性能最佳。5%NiO包覆的样品结晶度高、晶型好、分布均匀、颗粒较小,在1 C倍率下的首次放电比容量为174.3 mAh/g,稳定后的首次放电比容量为156.6 mAh/g,经过50次循环后放电比容量为147.2 mAh/g,5%NiO包覆的样品的比容量较高,但是稳定性较纯相的稍差,有待提高。3)采用溶胶凝胶法在钛位掺杂Cu²⁺,制备Li₄Ti_5-xCu_x O₁₂负极材料。并在其表面用La₂O₃进行包覆,探究不同包覆量对Li₄Ti_4.75Cu_0.25O₁₂/La₂O₃负极材料的电化学性能的影响,进而探究出La₂O₃的最佳包覆量。实验结果表明:15%La₂O₃包覆的样品电化学性能最佳。在1 C倍率下,包覆了15%La₂O₃的放电比容量为162 mAh/g,50次循环后,放电比容量为155 mAh/g,稳定性较好。在不同倍率下的充放电,放电平台均在1.55 V左右,在0.1 C倍率下的放电比容量为193.2mAh/g,高于其他倍率。