目前,锂离子电池的应用较为广泛,有效促进了能源领域的转型升级,在电池负极材料的选择上,Si材料也是一种可选的负极材料,其理论比容量较高(3572m Ah g-1 Li15Si4)。在Si@C@TiO2结构中,C@TiO2在热处理过程中有可能形成复合结构而非双壳层结构,在一般的文献报道中,很少有对此结构进行讨论。我们采用TiO2/C多层膜的形式对其进行了研究,发现C在热处理过程中可以沿着TiO2的晶界迁移形成部分TiO2（C）复合结构,晶界处的C还阻止了TiO2颗粒的长大。这里我们将进一步采用共溅射的手段制备TiO2（C或Si）的复合薄膜,研究复合薄膜的结构演变与电化学性能。1、基于TiO2/C多层薄膜中C向TiO2形成扩散而发生相的分离,C和TiO2形成了复合结构界面掺杂问题,设计了TiO2（C）复合薄膜结构。本课题研究结果表明,TiO2（C）复合比例为2:1的电极材料具有较高的电极比容量和较好的电化学性能。进一步将薄膜电极进行热处理,形成了锐钛矿TiO2（C）薄膜电极,2:1的锐钛矿TiO2（C）薄膜电极的离子扩散系数和比容量也是最高。这是由于样品中存在的异质界面对于锂离子的运输起促进作用,在界面处形成的通道能缩短离子的运输距离,从而提高了离子的运输效率,促进了锂离子的扩散系数。另外C在锐钛矿TiO2的晶界位置形成掺杂,导致晶体晶粒大小不一致,形成了一种界面钛,能够有效的储存电荷,锐钛矿TiO2（C）复合膜电极中主要的储锂机制为扩散控制的电化学反应和电容控制的赝电容特性相结合的混合储锂机制,这也是2:1的锐钛矿TiO2（C）薄膜电极比容量较高的原因。2、为了进一步研究界面对TiO2电化学性能的影响,设计了对TiO2进行均匀Si复合的实验,通过制备TiO2（Si）复合薄膜电极并对其进行热处理,利用Si和TiO2之间的Kirkendall效应,在热处理的情况下使得Si颗粒析出,进一步研究了TiO2（Si）复合薄膜电极中Si的含量对于薄膜电极电化学性能的影响,具体结论如下:热处理以后薄膜电极表面析出了较多的Si颗粒,这些析出Si颗粒所留下的孔洞,为留存的活性材料Si的体积膨胀提供了较大的缓冲空间,也为锂离子的脱出和嵌入提供了通道,促进了离子的传输效率。其中TiO2（Si）复合电极2:1的离子扩散系数和电化学性能较为优异。