锂离子电池具有比容量大、循环寿命长、自放电率低等优点,是一种被广泛应用的电能存储装置。TiO₂毒性小、污染小、放电电位高、化学性质稳定、成本低廉,是很有发展前景的锂离子电池负极材料,然而二氧化钛最大的缺点在于其导电性能差。本文采用静电纺丝技术制备了TiO₂复合纳米纤维以提高其电导率。利用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,X射线光电子能谱分析（XPS）,拉曼测试（Raman）和孔径比表面积分析仪（BET）对复合材料的物相组成、微观形貌及结构进行了较为全面的研究。通过充放电测试,循环伏安法测试,交流阻抗实验,详细测试了复合材料各方面性能的变化及其变化原因。1、一维银/介孔二氧化钛纳米纤维电极材料的制备与研究本课题首先采用静电纺丝技术制备二氧化钛纳米纤维作为对比参照,在随后的改性过程中,在前驱体溶液中加入了硝酸银（AgNO₃）作为银源,二异丙醇胺（DIPA）作为发泡剂,制备了一维介孔银掺杂二氧化钛纳米纤维。FE-SEM和TEM的表征结果显示,静电纺丝制备的TiO₂纳米纤维及复合纤维的直径为100±20 nm,银粒子均匀分布在纳米纤维中。另外通过BET测试发现在掺杂银后,银颗粒填充在了介孔二氧化钛纳米纤维的孔隙中,导致了比表面积的下降。电化学测量结果表明:前三个循环的Ag@TiO₂纳米纤维电极库仑效率（56%、93%,96%）高于无银掺杂纯TiO₂纳米纤维（48%,66%,79%）;Ag@TiO₂纳米纤维电极在100 m A×g^-1下进行100次循环后比放电容量保持约为128.23 m Ah×g^-1,高于无银掺杂的纯TiO₂纳米纤维(72.76 m Ah×g^-1);在随着电流密度的增加(40,100,200,400,1000 m A×g^-1),在最大电流密度1000 m A×g^-1时,含银电极平均放电容量高达56.35 m Ah×g^-1,远高于无银电极(平均放电容量约为12.14 m Ah×g^-1)。这是锂离子的扩散系数以及电子导电性都有所提高的结果。2、一维石墨烯/银/介孔二氧化钛纳米纤维电极材料的制备与研究采用静电纺丝技术制备G/Ag/TiO₂纳米纤维,在前驱体溶液中加入了硝酸银（AgNO₃）作为银源,二异丙醇胺（DIPA）作为发泡剂,以及不同含量（1 mg,2 mg,3mg,4 mg）的石墨烯,制备了银和石墨烯双掺杂一维介孔二氧化钛纳米纤维。经过XRD,XPS和Raman测试我们可以证实石墨烯的存在;通过SEM和TEM的形貌表征可以发现,石墨烯和银纳米颗粒分布TiO₂纳米纤维中,且整体呈现出纤维的形状;另外通过BET测试发现石墨烯的添加使得Ag@TiO₂纳米纤维的比表面积变大。通过一系列电化学性能测试,电化学性能最好的是掺杂3 mg石墨烯的Ag@TiO₂纳米纤维（GAT-NFs-3纳米纤维）电极在电流密度为100 m A·g^-1首次放电比容量为490.60 m Ah·g^-1,充电比容量为287.87 m Ah·g^-1;在电流密度100 m A×g^-1下循环100次后,可逆容量仍能保持在202 m Ah×g^-1。此外GAT-NFs-3纳米纤维还显示出良好的倍率性能。随着电流密度从40 m A×g^-1,100 m A×g^-1,200 m A×g^-1,400 m A×g^-1至1000m A×g^-1,在最大电流密度下,与Ag@TiO₂纳米纤维电极(平均放电容量约为56.35m Ah×g^-1)相比,GAT-NFs-3纳米纤维电极的平均放电比容量能够保持在97.63 m Ah×g^-1;当电流密度恢复到40 m A×g^-1时,含Ag电极的电流密度恢复到约162.25 m Ah×g^-1为初始值的80.36%,而GAT-NFs-3纳米纤维电极则能恢复到初始值的84.99%(约为224.76m Ah×g^-1)。综上所述,相比未与石墨烯复合的Ag@TiO₂纳米纤维,复合后的产物能明显提高电化学性能,石墨烯具有良好的导电性和较大的比表面积,可以缩短锂离子传输路径和减小锂离子电池内阻;且石墨烯和Ag@TiO₂纳米纤维存在一种协同作用,Ag@TiO₂纳米纤维可以作为制成石墨烯的骨架,防止石墨烯出现团聚的现象,保持石墨烯的活性。