锂离子电池作为一种重要的清洁能源被广泛应用于各个领域,例如:航空航天,电子产品和电动汽车等。随着科技和经济的快速发展,锂离子电池已经无法满足人们的日益增长的能源需求,而负极材料是影响锂离子电池发展的重要因素之一。TiO₂作为一种常见的过渡金属氧化物,因其具有价格低廉,绿色环保,物理化学性质稳定的优势被应用于锂离子电池负极材料,但是TiO₂较差的电子和离子传导率限制了其应用。研究者通常将其设计成纳米级或者与导电材料复合,以此制备出性能良好的钛基氧化物复合材料。本文通过溶剂热法和高温煅烧相结合的方法对材料表面进行修饰,得到C@TiO₂纳米复合材料;以CNTs和热解碳层的导电网络为骨架,TiO₂以自组装的方式进行沉积制得CNTs-C@TiO₂复合材料;以镂空的花粉碳球作为骨架,葡萄糖作为碳包覆层,控制TBT的水解,制得C@TiO₂/3D花粉碳复合材料。并将其用于锂离子电池负极材料,测试其电化学性能,主要研究内容和结果如下:一、采用溶剂热法和高温煅烧相结合的方法成功制备出了C@TiO₂纳米复合材料。在KCl的催化作用下,冰乙酸与乙二醇发生酯化反应得到酯和水分子。水分子促使钛酸四丁酯发生水解,水分子的消耗又促进酯化反应的进行,类似于自催化反应。前驱体在N₂气氛下经过高温煅烧得到C@TiO₂纳米复合材料。采用一系列的表征手段和电化学测试对复合材料的结构形貌和电化学性能进行了研究。研究结果表明,与纯TiO₂相比,C@TiO₂纳米复合材料在充放电循环过程不仅具有稳定的结构,而且表现出优良的电化学性能。C@TiO₂复合材料的首次充放电容量为374/757 mAh g^-1,对应的首次库伦效率49.4%,即使在1.6 A g^-1的电流密度下,容量仍能维持在176.5 mAh g^-1。二、采用溶剂热,以CNTs为添加剂,成功制备了CNTs-C@TiO₂复合材料。去离子水促使钛酸四丁酯发生水解得到Ti（OH）₄颗粒,沉积到CNTs表面上。乙二醇在Ti⁴⁺的作用下发生聚合反应生成聚乙二醇,经过高温煅烧得到CNTs-C@TiO₂复合材料。在热解碳和CNTs的协同作用下,复合材料的导电性和结构稳定性得到极大地提高,因此,CNTs-C@TiO₂复合材料作为锂/钠离子电池负极材料表现出优异的电化学性能。三、采用溶剂热法和高温煅烧相结合的方法,以镂空的花粉碳球作为骨架,葡萄糖作为碳包覆层,成功制备了C@TiO₂/3D花粉碳复合材料。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）和比表面积测试（BET）对材料的结构,形貌以及晶型进行了表征。经过一系列的电化学测试,证实了C@TiO₂/3D花粉碳复合材料具有优异的电化学性能。测试结果表明,当煅烧温度为700℃时,在花粉碳球和热解碳组成的导电网络作用下,C@TiO₂/3D花粉碳复合材料在1 C的电流密度下的首次充放电容量为263.1/331 mAh g^-1,对应的库伦效率分别为79.4%,循环100圈之后的容量维持在203.1 mAh g^-1,容量保持率接近100%。为了更好地研究复合材料优异的电化学性能,C@TiO₂/3D花粉碳复合材料在5 C的电流密度下进行了1000次的充放电循环,容量仍能维持在148 mAh g^-1,库伦效率接近100%。