尖晶石型锂离子电池负极材料Li4_Ti₅O₁₂以其优异的安全性能、简单的制备工艺、低廉的成本和良好的环境特性而被视为最具有应用前景的锂离子电池负极材料之一。然而Li4_Ti₅O₁₂材料较低的电子电导率和离子传导率影响其实际电化学性能,特别是高倍率放电性能,成为它实现工业化应用的最大障碍。本文以高温固相合成法作为基本的材料制备技术,旨在通过卤素掺杂,提高其电子电导率进而改善其电化学性能。本文以化学计量比的分析纯LiOH?H2O,TO2为原料,采用高温固相法合成了具有理想尖晶石结构、卤素阴离子掺杂改性的Li4_Ti₅O_12-xXx（X=F, Cl, Br; 0≤x≤0.3）负极材料。样品为结晶度完好的单一物相,颗粒粒径大小为1-10μm,分布均匀的块状颗粒,具体研究内容如下:采用高温固相法制备了F掺杂的Li4_Ti₅O_12-xFx （x=0, 0.1, 0.2, 0.3）负极材料。XRD分析表明,掺杂F后的负极材料仍然为尖晶石结构,随着F掺杂量的增加Li4_Ti₅O₁₂的晶格参数减小,衍射峰向大角度方向偏移。通过SEM观察到的粒子粒径集中在1-10μm范围内,与未掺杂Li4_Ti₅O₁₂相比,F掺杂降低了样品的放电容量,但是当掺杂量为x=0.1,充放电电流密度为2C时,Li4_Ti₅O_12-xFx的循环稳定性明显增强。说明F掺杂能够更好地改善材料的结构稳定性,进而提高材料的电化学性能。此外,F掺杂提高了材料的离子导电性,这可能是材料在高倍率放电下的循环稳定性得到改善的主要原因之一。采用高温固相法制备了Cl掺杂的Li4_Ti₅O_12-xClx （0≤x≤0.4）系列负极材料。XRD测试结果表明,制备的样品均为尖晶石结构,没有发现其它杂相峰;随着Cl掺杂量的增加,Li4_Ti₅O₁₂的晶胞参数逐渐增大。由扫描电镜可见,样品为粒径在1-10μm的块状颗粒。当Cl掺杂量为x=0.2,充放电电流密度为2C时,Li4_Ti₅O_12-xClx的首次放电容量达到120 mAh/g,比未掺杂材料的首次放电容量（87.3 mAh/g）提高了近33 mAh/g,说明Cl掺杂可以有效地提高Li4_Ti₅O₁₂的大电流充放电容量。但当Cl掺杂量继续增加时,样品的放电容量反而有所下降,样品的离子导电性有所提高,主要是由于Li4_Ti₅O_12-xClx中Ti3+增多所致。用高温固相反应成功合成了Br掺杂Li4_Ti₅O_12-xBrx （0≤x≤0.3）的系列化合物,并对其物相,形貌和电化学性能进行了研究。XRD测试结果发现Br掺杂的样品和Cl掺杂样品衍射峰相近,电镜照片显示Br掺杂的样品和Cl掺杂样品形貌相似。电化学性能测试结果表明,在合成的所有样品中,样品Li4_Ti₅O_12-xBrx （x = 0.2）表现出最佳的放电容量。而且与未掺杂的Li4_Ti₅O₁₂相比,Li4_Ti₅O_12-xBrx （x = 0.2）的放电容量和循环可逆性都得到了很大提高。当放电电流为0.5C时,该样品的放电容量达到172 mAh/g,与理论容量（175 mAh/g）非常接近,而在相同放电倍率下,纯Li4_Ti₅O₁₂的放电容量只有123.2 mAh/g。