二氧化钛（TiO₂）是一种结构稳定，低成本，无毒，环境友好的过渡金属氧化物,因此被视为高倍率负极材料的理想替代物质。然而二氧化钛缺乏足够的开放通道，使得容量与循环性能受到极大的限制。同时TiO₂较低的导电性，对锂离子和电子的扩散亦非常不利。这都造成二氧化钛的实际应用受到限制。本文的主要研究内容是通过制备纳米结构TiO₂及TiO₂的复合材料，从而实现提高比容量，改善循环性能的目的。另外通过使用微波水热法制备了具有海胆状结构的TiO₂颗粒，并研究了其合成条件对材料晶体结构以及电化学性能的影响。采用P123为模板，制备得到了超细颗粒的TiO₂纳米材料。合成的TiO₂颗粒以层状方式排列，首次放电容量为144mAhg-1，表现出较好的循环性能。随着P123的增加，TiO₂颗粒间的间隙减小，直至最终团聚成簇。使用质量比为1:1时的P123的样品表现出了最好的电化学性能，随后伴随则P123的增加而降低。采用CTAB为软模板，以葡萄糖为碳源，采用一步水热法得到了碳包覆的TiO₂/C复合材料，由于碳的存在增加了颗粒的导电性，随着碳含量的增加，TiO₂/C复合材料的电性能随之提升，在碳质量分数为15%的样品中，首次放电容量达到198mAhg-1，100次循环后，容量保持在126mAhg-1，所有含有碳的样品的电性能均高出不含碳的样品。采用微波水热法，在钛酸异丙酯的混合溶液中合成了具有海胆状的TiO₂的颗粒。样品表现出优异的电化学性能，并研究在微波辐射条件下，溶剂，反应温度，反应时间对产物物相和形貌的影响，进而对材料的电化学循环性能和倍率性能的影响。