电动汽车的高速发展对高功率密度和高能量密度的锂离子电池的研发提出了更高的要求。最近,嵌入型宿主材料T-Nb₂O₅由于其超快的锂离子传输动力学引发人们的广泛研究。但是,T-Nb₂O₅较大的禁带宽度导致其电导率只有3×10^–66 S cm^–1,限制了其高倍率潜力的发挥。因此,本文主要通过制备多孔T-Nb₂O₅/C纳米球和T-Nb₂O₅@Mo O₂纳米棒阵列两种复合材料改善T-Nb₂O₅的电子电导率,进而充分发挥T-Nb₂O₅材料的高倍率性能。本文主要研究内容如下:（1）采用溶剂热法制备了Nb⁴⁺掺杂的T-Nb₂O₅/C介孔的纳米球复合材料,T-Nb₂O₅/C纳米球是由更小尺寸的Nb₂O₅纳米晶颗粒和导电碳聚集形成的二次颗粒。通过碳材料的复合以及Nb⁴⁺掺杂,T-Nb₂O₅/C的电子电导率显著提高至1.469×10^–2S cm^–1。与纯T-Nb₂O₅相比,T-Nb₂O₅/C展示了优异的倍率性能和循环稳定性。更重要的是,T-Nb₂O₅/C独特的多级结构使其在制备成锂离子电池负极材料以后仍具有高达2.34 g cm^–3的压实密度。即使在负载量高达4 mg cm^–2时,T-Nb₂O₅/C良好的导电性和高压实密度使其在5 C的放电倍率下循环100圈以后仍具有85.4 m Ah g^–1的放电比容量,同样条件下,商业T-Nb₂O₅的放电比容量只有56.3 m Ah g^–1。电化学测试结果表明,T-Nb₂O₅/C纳米球通过多级纳米结构实现了较高的电子电导率和超快的锂离子传输,而且均匀规则的球形结构还使其压实密度与块体材料相当,可以实现较高的体积能量密度。（2）采用水热法在金属铌片上原位制备了均匀的T-Nb₂O₅纳米棒阵列。一维结构的T-Nb₂O₅纳米棒可以显著缩短电子传导和锂离子的扩散路径,加快二者的传输速度。同时,为进一步改善T-Nb₂O₅的电导率,通过浸渍和还原热处理成功制得核壳结构的T-Nb₂O₅@Mo O₂纳米棒阵列。在T-Nb₂O₅纳米棒表面包覆一层导电性良好的Mo O₂薄膜后,T-Nb₂O₅@Mo O₂展现出良好的倍率性能和循环稳定性。在2 A g^–1电流密度下,T-Nb₂O₅@Mo O₂循环130圈后放电容量为42.4 m Ah g^–1,容量保持率为87.8%。而T-Nb₂O₅纳米棒阵列的容量衰减较为明显,容量保持率仅为32.8%。交流阻抗测试结果表明T-Nb₂O₅@Mo O₂具有更小的传荷电阻,而且Li⁺扩散系数高达4.93×10^–18cm² s^–1,这表明T-Nb₂O₅@Mo O₂材料可以实现更快的锂离子传输动力学。