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钛铌氧化物具有较高的理论比容量;在锂离子的脱嵌过程中晶格参数和晶胞体积变化很小,可逆性较高;并且其充/放电电位在1.6V左右,循环过程中不易产生SEI膜和锂枝晶;相比同电位的Li4Ti5012表现出更高的比容量,是一种颇具应用前景的新型负极材料。然而,钛铌氧化物存在着离子和电子导电率较低的问题,限制了其电化学性能的提高。我们发展了 Ti2Nb10029新型负极材料;并对Ti2Nb10029进行了碳包覆的改性研究;设计了 TiNb207纳米颗粒构筑的多孔球结构,探讨了其电化学性能与结构的关联性。论文的主要内容概括如下:1.利用固相反应制备了 Ti2Nb10O29新型负极材料。其钛铌比不同于常见的TiNb207,结构中钛含量减少导致共棱的切变结构减少,更有利于锂离子的扩散,同时锂离子嵌入的活性位点增多,容量增加。作为锂离子电池负极材料,Ti2Nb10O29电极表现出优异的电化学性能:首次库伦效率可达到94.2%（0.1 C）;在10 C的电流密度下,经过800次循环以后,放电比容量还稳定在144 mAh/g,而且晶体结构依然保持稳定;另外在快充慢放的不对称倍率性能测试中,电流密度从2C增加到20C时比容量损失很少。另外,将Ti2Nb10029材料作为负极跟正级材料磷酸铁锂组装成全电池,其在1C的电流密度下循环1000次以后,比容量仍然稳定在100 mAh/g,表现出良好的循环稳定性。2.利用乙炔热解碳对已合成的Ti2Nb10O29进行包覆修饰,制备出Ti2Nb10O29/碳复合材料。碳包覆能够改善材料的电子导电性,进而提高其电化学性能,因此Ti2Nb10029/碳复合材料的循环稳定性和倍率性能相较于未包覆的Ti2Nb10O29材料均有一定提高。Ti2Nb10029/碳复合材料的首次库伦效率达到96%,经过50次循环以后的可逆比容量稳定在245 mAh/g。3.发展了溶剂热反应,制备出由纳米颗粒构筑的TiNb207多孔球。结合微纳化和多孔结构的优势,不仅缩短了锂离子的传输距离,而且增加了电极材料与电解液的接触,进而提高了 TiNb2O7的电化学性能。这种独特的球形多孔纳米材料首次库伦效率达到94%;在5 C的电流密度下,经过10000次循环以后可逆比容量还能稳定在160 mAh/g,相当于每次循环仅有0.0033%的容量损失率,并且形貌结构保持完整;在50 C电流密度（19.8 A/g）下,可逆比容量稳定在167 mAh/g,与钛酸锂材料的理论比容量相差不多;另外,在快充慢放的不对称倍率性能测试中,当电流密度从1 C增加到50 C,可逆比容量仅从277 mAh/g降低到243 mAh/g。