随着对化石能源无节制地开采和使用加速了不可再生资源的消耗,并且造成日益严重的环境污染,人们越来越多的重视对清洁能源的开发。风能、潮汐能、太阳能等自然资源由于时间地域等因素的限制,不能持续稳定地开发利用。所以,开发环境友好型高性能的能源储存系统成为当前重要的发展任务之一。锂离子电池是目前综合性能最好的储能系统之一,然而随着科学技术的快速发展,要求锂离子电池需要具备更高的能量密度和功率密度。另外,当前储能系统趋向于大规模和低成本的发展要求,钠离子电池在此领域比锂离子电池更具有成本优势,得到了进一步的研究发展。钛基化合物作为电池的电极材料,具有极其重要的商业开发价值。Li₄Ti₅O₁₂是最具代表性的钛基材料之一,表现出优异的循环稳定性,并且已经得到商业化应用;TiO₂是另一种具有稳定的结构和突出的安全性的材料,在各个领域受到广泛研究。然而,钛基材料本身较差的电子导电率与较低的离子扩散系数限制了进一步开发应用。研究者们付出了很多努力来解决这个问题,目前所使用的改性方法有很多,比如通过掺杂或与其他物质复合,或构建过渡金属钛酸盐等方法,利用材料之间的协同作用,使复合材料具备优异的电化学性能。本论文中,通过静电纺丝策略与溶剂热法设计制备了不同改性方法的Ti基纳米复合材料,表征了样品的结构组成及形貌特征,分析了不同改性方法对电化学性能的影响。研究工作如下:1. 通过静电纺丝结合煅烧工艺制备CoTiO₃/Co₃O₄/TiO₂多级纳米复合材料,复合材料由纳米带和表面均匀分布的次级Co₃O₄/TiO₂纳米颗粒构成。对复合纳米带进行了SEM、TEM等表征,分析了样品的形貌结构。结合XRD精修与XPS测试分析了样品的结构和成分组成。通过电化学性能测试,分析样品的赝电容储锂机理。通过电化学性能测试对比,纳米复合材料表出优异的电化学性能。2. 采用静电纺丝结合油浴回流处理,研究制备了一种由石墨烯（r GO）纳米片包裹于Fe₂TiO₅-TiO₂纳米纤维的复合纳米材料。通过Zeta电位表征了样品的表面电荷状况,结合FT-IR分析石墨烯包覆纳米纤维静电自组装的机理。通过HRTEM可以清晰的看到石墨烯片层紧密地锚定在纳米纤维表面。通过电化学测试对比其他样品,r GO-FTO-TO复合纳米材料表现出优异的电化学储锂性能,在2000 m A g^-1的高电流密度下循环700圈表现出较高的放电比容量,并且分别在不同电流密度下测试,样品显示出良好的稳定性和优异的倍率性能。3. 基于静电纺丝设计并制备了Cu-Br共掺杂的钛酸锂纳米纤维（LTCOB）。对样品进行了XRD,SEM,TEM,EDS mapping和XPS等一系列表征。LTCOB是由纳米颗粒连接组成的竹节状纤维,直径300～500 nm。掺杂引起钛酸锂晶胞参数的增大,增强了钛酸锂的电子电导率以及拓宽了锂离子的传输通道。通过不同样品之间的对比,LTCOB电极具有较高的倍率性能和出色的循环稳定性。4. 通过溶剂热法结合煅烧工艺,利用壳聚糖作为碳源包覆磷酸钛钠（NTP）纳米颗粒制备了N掺杂碳包覆NTP纳米颗粒复合材料。使用了XRD,Raman,SEM,TEM等测试方法对材料进行了形貌和结构的表征,碳层的引入抑制了钛酸锂纳米颗粒在制备过程的团聚现象。通过电化学测试对比,分析了碳包覆前后对性能的影响,碳包覆NTP纳米颗粒显示出增强的储钠性能,表现出良好的倍率性能和循环稳定性。