随着对低排放甚至零排放能源需求的增长,可充电锂离子电池作为一种有吸引力的能源,在过去几十年中受到了广泛关注。为了满足人们对高性能锂离子电池的需求,研究人员坚持不懈的对锂离子材料进行优化。Ti O₂具有成本低、无毒、相对高的放电电位和循环时体积变化小的优点,因此是非常有应用前景的下一代阳极材料。虽然Ti O₂理论容量(约168 m Ahg^-1)较低,但是可以通过与具有较大理论容量的其他氧化物材料复合来提高电极材料比容量。具有高长径比的一维中空纳米纤维阵列能够通过缩短锂离子扩散路径从而有效地提高了锂离子电池的倍率性能。此外,有序排列的二维（2D）单层纳米片能够增加与电解液的有效接触面积同时还能缓解在充放电过程中的体积变化,使电极具有更加优异的电化学性能。将1D中空纳米纤维阵列和2D纳米片相结合的三维（3D）纳米异质结构阵列作为阳极材料可以获得高功率高能量密度的锂离子电池。因此,在1D Ti O₂中空纳米纤维阵列上包裹2D纳米片制备3D纳米复合材料可望获得高性能锂离子电池阳极材料。随着对柔性和可弯曲电子器件需求的增加,柔性储能设备受到了广泛的研究。其中碳布具有良好的柔性、稳定性和优异的机械性能,因此将柔性碳布（CC）和三维纳米异质结构阵列相组合的设计方案,有望应用到下一代高功率高能量密度的锂离子电池中。本文研究了花状三维柔性CC/Ti O₂@Zn O以及CC/Ti O₂@Ni O多孔纳米复合阵列的制备及其电化学性能。具体工作如下:（1）采用简单的水热法,化学热浴法以及热处理合成了三维柔性CC/Ti O₂@Zn O中空纳米花阵列。这种具有薰衣草状外壳的纳米复合阵列具有大的比表面积。多孔中空结构和与CC集流体的直接接触有效地缩短了锂离子和电子传输路径。电化学测量表明三维柔性CC/Ti O₂@Zn O中空纳米纤维阵列因其独特的多孔结构而显示出高比容量、优异的倍率性能和稳定的循环性能。在200 m A/g的电流密度下循环200圈后,该阵列电极的放电容量仍然能够达到846m Ahg^-1。（2）通过简便易操作的水热法以及热处理,在碳布衬底上合成了横向交错的三维Ni O@Ti O₂花状纳米管网络阵列。它们多孔的中空内部结构确保了锂离子和电子在循环时的快速传输。横向交错的花状外壳破坏钝化层的完整性,导致不可逆容量的损失显著降低。在200 m A/g的电流密度下循环200圈后,这种独特结构的Ni O@Ti O₂/CC电极材料仍然保持736.4 m Ahg^-1的比容量。即使在2000 m A/g的高电流密度下,其倍率性能也达到439 m Ahg^-1。全电池在严重弯曲后仍能保持良好的电化学性能。