碳纳米管作为锂离子电池负极材料,性能与其形貌结构有着密切的关系。本文利用CVD工艺合成了具有不同形貌结构的两种碳管膜并测试其锂电性能。缺陷较多的碳管膜（CNT-2）的比表面积为163.6 cm² g^-1,大于结晶性良好的CNT^-1碳管膜(122.7 cm² g^-1)的比表面积,在3000 m Ah g^-1高电流密度下稳定循环500次后,CNT-2的可逆容量仍保持在108 m Ah g^-1,而CNT^-1的可逆容量则只有61m Ah g^-1。上述结果表明CNT-2的缺陷结构有利于锂离子的传输,更适合用于高功率电池。本文重点研究了Ti O₂改性对CNTs锂电性能的影响。通过在碳纳米管前驱体溶液中引入钛酸四丁酯作为钛源,制备CNTs/Ti O₂复合膜。实验发现当钛酸四丁酯的含量为19 wt.%时,获得的19.0 wt.%-CNTs/Ti O₂复合膜具有优异的电化学性能,其结构特点是Ti O₂纳米颗粒镶嵌在CNTs表面,Ti O₂主要以金红石相存在,质量分数为17.6 wt.%。在30 m A g^-1电流密度下,19.0 wt.%-CNTs/Ti O₂首次充放电的库仑效率为60.3%,可逆容量达到500 m Ah g^-1,远高于CNTs(30.3%,350 m Ah g^-1),并且在3000 m A g^-1电流密度下循环500次后,19.0 wt.%-CNTs/Ti O₂容量稳定在134 m Ah g^-1,而CNTs为90 m Ah g^-1。本文还在Li Fe PO₄前驱体中引入乙酸镍作为催化剂,以乙炔气为碳源,利用气相沉积法,在700℃合成Li Fe PO₄的同时在其表面生长CNTs,原位制备Li Fe PO₄/CNTs复合材料。研究证明:当乙炔流量为12ml/min,乙酸镍为4 wt.%时,制备的Li Fe PO₄/CNTs复合材料具有较好的充放电效率。