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锂离子电池（LIB）与其他类型储能器件相比,因其具有电压高、能量密度大、寿命周期长等优点,成为最具发展前景的清洁能源之一。其中,TiO2电极材料具有嵌锂电位高、循环稳定性好、价格便宜、环境友好等优点,近年来受到研究人员的广泛关注。但由于传统粉末涂覆TiO2电极材料存在活性物质负载量少、导电性能差等不足,在一定程度上限制了其在商业化方面的应用。研究表明,采用三维自支撑集流体可有效解决以上缺陷并可提高锂离子电池的能量密度。本文采用非溶剂致相分离（NIPS）与高温烧结相结合的方法成功制得孔径分布均匀、厚度可控且具有较好三维骨架结构的多孔钛膜;并以此为基体,通过阳极氧化法,制备出负载TiO2纳米管的多孔钛膜。这种三维自支撑一体化复合电极材料具有能量密度高、倍率性能好等优势。研究结果表明:（1）用粒径为15μm的钛粉配制钛粉含量为58wt%的铸膜液,经刮膜成型,并于1000℃下烧结,可制得孔径分布均匀的三维多孔钛膜。（2）以多孔钛膜为基体,采用阳极氧化法在30V氧化电压下氧化6-10h,可制得机械性能较好、可适用于电极材料的多孔钛膜-TiO2NTs复合平板膜。该复合薄膜表面的TiO2NTs阵列排列规则且清晰,表面干净,覆盖物较少。（3）通过对本实验制得电极材料的电化学性能研究表明,电极材料放电比容量同时受到活性物质负载量、电极材料自身阻抗等多个因素的影响。TiO2活性物质负载量（纳米管长度）增加的同时,复合电极材料的阻抗也随之增加。因此,在制备高比容量电极材料时,需综合考虑可能影响电极材料放电比容量的诸多因素,从而最大程度提高该类电极材料的能量密度。（4）根据相关电化学性能测试结果可知,在30V氧化电压下氧化8h的样品TiO2/Ti-8h在100μAcm-2电流密度下放电比电容为2126.7μAhcm-2,即使电流密度增加至4000μAcm-2,其放电比电容仍能保持为初始阶段(1OOμAcm-2)的42.45%(902.7μAhcm-2),其能量密度与倍率性能明显提高,为下一代储能器件提供了一种新的思路。