锂离子二次电池是目前最有应用前景的动力电池,目前已经被广泛应用在电动汽车以及便携式设备等诸多领域中。而在锂离子电池的发展过程中,其负极材料的电化学性能以及安全性能是目前研究的重点之一,尖晶石结构的钛酸锂因其在锂离子嵌入/脱出具有可忽略的结构变化（所谓的“零应变”）、平稳的充放电平台以及良好的循环稳定性等优点,已经被认为是目前最有望替代商业上的石墨等的锂离子电池负极材料,但Li₄Ti₅O₁₂作为负极材料仍存在一些缺陷阻碍了这种材料的广泛使用,如相对低的倍率容量以及相对较小的理论容量(175 mAh·g^-1)。本文分别采用了高温固相法和溶剂热法制备了纯相的尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂,并且在两种方法中各自研究了其合成的条件对样品在形貌以及电化学性能方面产生的影响。其中高温固相法中以锂钛比为0.86的原料混合后在900℃锻烧14h之后得到的Li₄Ti₅O₁₂的电化学性能相对较好,其在1 C下的首次放电比容量为164.0 mAh·g^-1,在经过100次循环充放电之后其放电比容量仍有159.4 mAh·g^-1,但其制得的材料相对来说不够精细,产物的颗粒相对较大且不够均匀。用溶剂热法制备Li₄Ti₅O₁₂时以钛锂比为5:4.2的原料配比在180℃下溶剂热反应18 h时的电化学性能相对较好,其在1 C下的首次放电比容量为182.6 mAh·g^-1,在经过100次循环充放电之后其放电比容量仍有173.7 mAh·g^-1,且其随着倍率的升高,对应的放电比容量并没有明显的衰减,表现出相对较好的倍率性能和循环稳定性。采用了简单绿色的水热法制备了Li₄Ti₅O₁₂/Fe₃O₄纳米颗粒复合物,将六水三氯化铁溶解在乙二醇中,并加入NaAc和Li₄Ti₅O₁₂,制备的Li₄Ti₅O₁₂/Fe₃O₄复合物的首圈放电比容量达到了550 mAh·g^-1,相对纯相Li₄Ti₅O₁₂的首圈放电比容量要高很多,且在100次循环充电/放电过程后其放电比容量仍能达到470.1mAh·g^-1,容量保持率达到83.9%,远大于Fe₃O₄材料的容量保持率（7.1%）。同时Li₄Ti₅O₁₂/Fe₃O₄复合材料在1 C,2 C以及5 C下的放电比容量分别达到0.5 C下放电比容量的94.8%,92.6%和89.3%,显示出比纯相Li₄Ti₅O₁₂要好的倍率性能。该论文有图43幅,表10个,参考文献102篇。