混合动力汽车及电动汽车的迅猛发展迫切需要研发出高容量、高安全性和长寿命的锂离子电池电极材料。本文采用固相反应法分别制备了硅/碳和碳包覆Li₄Ti₅O₁₂复合材料，利用XRD、SEM和TEM对其结构和形貌进行了表征，并通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗方法研究了其电化学性能。以中间相沥青为碳源，通过固相反应法制备了硅/碳复合材料。硅/碳复合材料中硅颗粒表面包覆着一层非晶碳，此外，材料中还存在块状非晶碳，随中间相沥青加入量的增加，块状非晶碳的含量增加。硅/碳复合材料中硅:中间相沥青质量比为1:3的样品具有最佳的电化学性能，其首次放电充电比容量分别为1468.4mAh/g和1157.4mAh/g，首次库伦效率为78.8％；经过30次充放电后，其可逆比容量仍高达656.6mAh/g，可逆容量保持率为56.7％。采用固相反应法制备了（硅+石墨）/碳复合材料。复合材料中硅:中间相沥青:石墨=1:2:2（质量比）的样品具有最佳的电化学性能，其首次放电、充电比容量分别为924.5mAh/g、798.6mAh/g，首次库仑效率达86.1％，第40次循环的可逆比容量为653.4mAh/g，容量保持率高达82.1％，表现出优异的充放电循环性能。以中间相沥青为碳源，H2TiO3为钛源、Li₂CO₃为锂源，通过固相反应法制备出碳包覆Li₄Ti₅O₁₂复合材料。当原料中Li₂CO₃过量3％时，生成纯相碳包覆Li₄Ti₅O₁₂，具有最佳的恒流充放电循环性能和倍率性能，其首次放电比容量为161.1mAh/g，首次库仑效率高达98.3％；70次充放电循环后的可逆比容量仍高达156.6mAh/g，容量保持率为98.9％，表现出优异的电化学性能。0.5C倍率下，其首次放电比容量为136.6mAh/g，经过0.5C、1C、1.5C、2C和5C大电流下共50次充放电后，再次恢复到0.5C时，其放电比容量可恢复到132.2mAh/g，容量恢复率达96.8%，表现出较好的倍率性能。