本文分别采用高温固相法和溶胶-凝胶法合成锂离子电池负极材料钛酸锂,并采用室温恒流充放电、交流阻抗、循环伏安等测试方法,以及XRD、SEM、TG-DTA对材料进行了表征。考察了固相法制备Li₄Ti₅O₁₂的工艺条件的影响,并对产物进行了循环伏安和交流阻抗的研究。实验结果表明:原料为锐钛矿TiO₂和Li₂CO₃、焙烧温度为900℃、保温时间为16h得到的材料性能最佳;交流阻抗测试表明Li₄Ti₅O₁₂表面并不形成钝化膜,将其用做锂离子电池负极材料,比碳负极材料更安全。对固相法制备的钛酸锂材料进行了Ag⁺、V⁵⁺、Sn⁴⁺、Mo⁶⁺、Ge⁴⁺、Nb⁵⁺等离子的掺杂。结果表明:Ag⁺的掺杂比为0.2时,0.2C下循环20次后电池比容量还保持在140.89mAh/g;掺杂Sn⁴⁺的量为0.1时,0.1C下循环20次后容量还保持在157.10mAh/g;掺杂Mo6+含量为0.2的材料20次循环后比容量保持在145.86 mAh/g;Ge⁴⁺离子掺杂比为0.1时,实验电池表现出了较高的首次放电比容量为174.38mAh/g,接近理论比容量。0.1C循环20次后的比容量还保持156.86mAh/g。采用溶胶-凝胶法合成了Li₄Ti₅O₁₂材料,考察了不同的操作方法、烧结时间对实验的影响,得到了较为理想的工艺流程。900℃热处理20h后得到的未掺杂钛酸锂,比容量一直保持在120mAh/g左右,有较高的充放电效率。并采用溶胶-凝胶法进行了Mo⁶⁺、Nb⁵⁺、Ge⁴⁺的有效掺杂,掺Mo⁶⁺量为0.5材料的大电流放电性能优于未掺杂的,其循环性能也有所改善。