尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂作为“零应变”材料，广泛引起很多科研工作者的兴趣。本文以改善Li₄Ti₅O₁₂的倍率特性为目标，采用了X射线衍射、扫描电子显微镜、恒流充放电、电化学阻抗和循环伏安测试手段，从制备、改性、结构、形貌及电化学性能等方面对尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂进行了深入的研究。在论文的第一章，简要地介绍了锂离子电池的结构与工作原理，尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂负极材料的课题背景，简要阐述了尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂负极材料的制备及改性。第二章里介绍了实验材料及研究方法，详细介绍了材料的物相、结构表征手段及电化学测试方法。第三章里分别采用固相法和三乙醇胺辅助溶胶-凝胶法制备锂离子电池负极材料尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂。2种方法制备的Li₄Ti₅O₁₂均为尖晶石结构，其中三乙醇胺与Ti摩尔比为0.8时，Li₄Ti₅O₁₂体现了相对较好的倍率性能和循环稳定性。1.0C下，其首次放电容量为153.03mAh·g-1，35次循环后放电容量为139.94mAh·g-1，容量保持率为91.45%。在第四章里为了改善尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的锂离子传导率和电性能，以Li₄Ti₅O₁₂和AgNO3为前驱体，甲醛为还原剂，采用无电流分解沉积法制备合成锂离子电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂/Ag，结果表明Li₄Ti₅O₁₂表面包覆的Ag提高了Li₄Ti₅O₁₂电极材料的导电率，其循环性能得到有效地改善。在0.3倍率下经过35次充放电循环，放电比容量为137.2mAh·g-1，其容量保持率分别为88.3%，电化学阻抗测试表明：表面包覆的Ag使其电荷转移阻抗大幅度减少。在最后得第五章中，针对尖晶石Li₄Ti₅O₁₂具有相对较低的离子电导率缺点，利用Li₄Ti₅O₁₂结构“零应变”的优点和快离子导体Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃具有较高的离子电导率和较低的活化能的优点，采用溶胶-凝胶法合成一种新型的Li₄Ti₅O₁₂/Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃复合材料。所合成的材料具有良好的尖晶石立方结构；Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃的引入增强了材料的导电能力、降低了Li⁺迁移阻抗，并显著提高了其电化学性能；其中引入量为3wt%最佳，Li₄Ti₅O₁₂/Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃具有较低的Li⁺嵌入/脱出反应阻抗（159.7）、放电容量最优，0.1C倍率下充放电其首次放电容量为186mAh·g^-1，即使在1C倍率下放电时也有158mAh·g^-1的容量，循环性能较好。