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锂离子二次电池由于具有比能量高、循环寿命长和对环境污染小等优点被认为是最具竞争力的一种二次化学电源。在动力锂离子二次电池的研发中，高功率和高安全性是选择电极材料时必须考虑的因素。钛基化合物(如二氧化钛及Li4Ti5O12等钛酸盐类)由于其固有的安全优势，可作为目前商品化锂离子电池中所用碳负极材料的替代材料。同时，钛基化合物易于制备成各种形态和结构的纳米材料，为其高倍率充放电性能的进一步提高提供了有利保证。
本论文以锐钛矿二氧化钛为原料，采用碱性条件下的水热法合成了几种钛酸盐纳米管(纤维)前驱体，并在此基础上制备了一系列钛基化合物，同时采用XRD和SEM等手段对其结构和形貌进行了表征，采用恒电流充放电测试、循环伏安法以及交流阻抗测试研究了其电化学嵌/脱锂性能。
论文首先采用钛酸钠纳米管为前驱体，与LiNO3.进行熔融盐法离子交换得到钛酸锂纳米管中间体。先将所得样品于400℃煅烧，而后进行恒电流充放电循环测试，反应4.5h所得产物具有良好的初始放电容量和循环稳定性，选其进行进一步的研究。该钛酸锂纳米管经过不同温度烧结后得到形貌和组分均不同的Li-Ti-O化合物。电化学测试表明，400℃和600℃热处理所得的样品具有较高的比容量和高倍率性能。循环伏安测试结果显示前者的峰电流与扫速成线性关系，表明该材料具有赝电容特征。
论文采用钛酸钠纳米棒为前驱体，与LiNO3进行熔融盐法离子交换首先得到钛酸锂纳米棒中间体。该钛酸锂纳米棒经过不同温度烧结后得到形貌和组分均不同的Li-Ti-O化合物。电化学测试表明，600℃热处理所得的样品具有较高的比容量和高倍率性能。400℃热处理所得的样品具有赝电容特征。
论文最后以锐钛矿型TiO2粉末、锐钛矿TiO2纳米管和质子钛酸盐纳米管为前驱体溶胶凝胶法制备了LiTi2(PO4)3，并且以层状钛酸钠纳米管为前驱体制备了NaTi2(PO4)3。电化学测试表明，选择层状质子钛酸盐纳米管为前驱体时，所得产物显示出最高的比容量和循环稳定性。以层状钛酸钠纳米管为前驱体所制备的NaTi2(PO4)3表现出相对较好的高倍率性能。