作为一种非常有前景的锂离子电池负极材料，TiO2具有环境友好、稳定性好、体积膨胀率小(3％～4％)和放电平台电压高等优势。因此，TiO2作为锂离子电池负极材料的研究引起广泛关注。通常TiO2可以多种晶型和形貌存在，目前的研究主要集中在TiO2的晶型（即金红石，锐钛矿，板钛矿和TiO2-B）和形貌对其电化学性能的影响。本文设计合成了多种形貌和晶型的纳米TiO2，包括TiO2微球、TiO2纳米管、花簇状TiO2等，研究了其电池稳定性、倍率性能等。为提高TiO2材料的导电性，增大电池的放电比容量，制备了TiO2-SiO2-C纳米复合材料，分别研究了各自的形成机理及其嵌锂性质。主要研究结果如下:　　(1)不同形貌TiO2的制备与电化学性能:采用溶胶-凝胶法和水热法，以钛酸丁酯为原料，设计合成了TiO2微球、TiO2纳米管、花簇状TiO2。粉末X-射线衍射仪测试结果表明所制备的TiO2微球、TiO2纳米管和花簇状TiO2均为锐钛矿型TiO2。电化学测试结果表明:TiO2形貌对电极电化学性能有一定程度影响，主要归因于粒径大小、比表面积不同，导致嵌锂性能不同。花簇状TiO2表现良好的电化学性能，在1.0 C，5.0 C和10 C倍率下50次循环后容量分别为165.1 mAh/g,152.8 mAh/g,120.4mAh/g。　　(2)不同表面活性剂修饰制备的TiO2及电化学性能:采用溶胶-凝胶-水热法，以钛酸丁酯为原料，分别用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，十二烷基苯磺酸钠(LAS)，六次甲基四胺(HMT)三种表面活性剂，制取特殊形貌的TiO2。扫描电子显微镜和粉末X-射线衍射仪测试结果表明，所合成的TiO2具有花簇状的微纳米结构，且都为金红石型TiO2。表面活性剂对TiO2的晶型几乎没有影响，但影响TiO2的形貌、尺寸及分散度。阳离子表面活性剂CTAB有利于提高TiO2的分散性，改善团聚程度;HMT利于TiO2自组装成由纳米棒构成的球形颗粒。充放电和阻抗测试结果表明，以CTAB为表面活性剂制备的TiO2，在1.0C电流密度下首次放电比容量达160 mAh/g，循环50次后，放电比容量仍保持为137.5mAh/g，显示了该电极材料的潜在价值。　　(3)表面活性剂浓度对TiO2的形貌和电化学性能的影响:采用溶胶-凝胶-水热法，以钛酸丁酯为原料，以六次甲基四胺(HMT)为表面活性剂，根据表面活性剂的量不同，设计合成了由纳米棒组成的花簇状TiO2。扫描电子显微镜和粉末X-射线衍射仪测试结果表明，HMT的量影响TiO2的形貌和晶型，随着HMT的量增加，TiO2的晶型由金红石型转向锐钛矿型，形貌由花簇状转向为非常细小的纳米颗粒。电化学测试表明，当HMT的量为0.6 mol/L时，所制备的纳米颗粒状TiO2的电化学性能最好。1.0 C，2.0 C和5.0 C倍率下，循环50次后，容量能分别保持为224.0 mAh/g，186.1 mAh/g，119.2 mAh/g。　　(4) TiO2-SiO2-C纳米复合材料的制备及电化学性能:采用溶胶-凝胶-水热法，以钛酸丁酯，正硅酸乙酯和葡萄糖为原料，以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂，根据葡萄糖的量不同，设计合成了TiO2-SiO2-C纳米复合材料。电化学测试结果表明，葡萄糖的量为0.044 mol/L时，纳米复合材料的电化学性能较优，在1.0 C和5.0C的电流密度下，循环50次后，嵌锂容量分别保持为146.7 mAh/g，133.0 mAh/g。当充电范围为0-3V时，样品的比容量明显的增加，说明了SiO2掺杂进入了复合物中，有效提高了电池的容量。