随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对安全、高效、经济、环保型的电化学储能器件的要求日渐迫切。混合型超级电容器是近几年引起极大关注和大力开发的一种由活性炭电极与氧化还原电极构成的新型电化学储能器件，它具有能量密度高、功率密度高、循环寿命长的优点，并且安全可靠、环境友好。本论文主要研究了锂离子嵌入型氧化物电极材料及其在混合型超级电容器中的应用。
　　 本论文将Li2O-TiO2二元氧化物系列作为研究体系，以通式Li2O(TiO2)x(x=1，2.5，3)代表的三种氧化物电极材料Li2TiO3、Li4Ti5O12和Li2Ti3O7为主要研究对象，研究其电化学性能及电化学应用特性。
　　 本论文从材料合成与制备条件的研究入手，考察了单斜相Li2TiO3、尖晶石Li4Ti5O12、斜方相Li2Ti3O7三种材料的物理特性和结构特性；以电化学性能研究为主，考察了以上三种材料作为锂离子嵌入型氧化物电极材料的嵌锂容量和循环特性；以电化学储能器件的研究为目的，考察了以上三种材料在电化学储能器件、特别是混合型超级电容器中的应用特性和应用范围。
　　 本论文首次采用水溶性高分子作为分散介质的前驱体制备的单斜相Li2TiO3电极材料，具有循环容量高和倍率性能好的特点。
　　 本论文采用的二次球磨与喷雾干燥技术路线具有原料和设备成本低廉、利于大量和连续提供优质样品的特点，所制备的次微米级尖晶石Li4Ti5O12电极材料，具有较好的大电流充放电的能力，综合性能较好。
　　 本论文首次采用溶胶-凝胶法制备热处理前驱体，得到了物理性能与电化学性能良好的斜方相Li2Ti3O7电极材料，并首次将其应用在混合型超级电容器中。通过对该电极材料的电极动力学过程的分析，证实了斜方相Li2Ti3O7因其特殊的晶体结构特点而具有优秀的大电流响应性能，可望在电化学储能器件、特别是混合型超级电容器中有良好的应用。
　　 本论文首次制备了新型聚合物混合型超级电容器器件，并对其应用特性进行了详细的考察。器件的性能初步达到了实用要求，所研发的小型卷绕式软包装器件(05×30×48mm3)的比能量值达到了5.5～6.5Wh/kg。
　　 通过本论文的研究，确立了物理性质均匀良好，电化学性能优良的Li2O-TiO2二元体系氧化物的制备条件；研究和总结了Li2O-TiO2二元体系氧化物在电化学储能器件中的应用特性和规律；对相关行业和科研机构的材料研发工作有一定的借鉴作用。