锂离子电池作为一种新型储能材料具有很多优点,其中能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点比较突出,在很多现代化电动、电子等设备上得到了广泛的应用。二氧化钛因为其在自然界储藏量较大、体积变化小、具有较高的电压窗口的特点被认为是一种有利的可应用的锂离子电池负极材料。虽然经过理论计算,它的比容量很高（335 mAh/g）,但是它的离子扩散能力以及导电性很低,使得实际比容量相差很大,使其不能在现实生产中得到应用。研究表明,通过合成某些特殊结构可以提高二氧化钛的电化学性能。本论文通过一步合成法以及阳极氧化法合成两种二氧化钛的特殊结构,并分别对它们的电池性能进行了研究。采用一步合成法,以TiC为原料在350℃条件下合成出具有核壳结构的TiC@C-TiO₂样品,研究材料的形貌、结构、电化学性能。结果表明:材料具有明显的核壳多孔结构,外壳成分是含有C的TiO₂,内部是未被氧化的TiC,作为锂电池负极材料在1 A/g和10 A/g的不同大小电流密度下比容量分别为253.6 mAh/g以及158.1 mAh/g,而且在10 A/g电流密度下循环400圈后比容量为¹50 mAh/g,说明具有良好的倍率性能以及循环稳定性。采用阳极氧化法,用Ti-6Al-4V-51Zr合金在不同的氧化条件下制备纳米管,研究材料的形貌、结构、电化学性能。结果表明:在电压30 V条件下氧化4个小时得到的样品具有最好的电化学性能,在20、50、100、200、500和20μA/cm²电流密度下的放电比容量分别是800、494、275、160、55、471μAh/cm²,远远高于纯二氧化钛纳米管的比容量,具有较好的稳定性,有望作为一种功能材料进行应用。