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锂离子电池以其长循环寿命、高能量密度、安全性高等优点成为最受关注的能量存储装置。Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料,因其高功率和优异的循环性能得到了广泛的研究,但较低的比容量限制了其应用前景。与Li4Ti5O12相比,铌基氧化物高的比容量和相似的嵌脱锂电位,有望成为新型功率型锂离子电池负极材料,但其较差的导电性制约了铌基氧化物的应用。因此,本论文通过石墨烯复合和碳包覆的方式来提高材料的导电性,从而提高电池的电化学性能。具体研究内容如下:利用水热法制备了Nb3O7F材料,并采用石墨烯复合的方法对制备的材料进行改性,研究石墨烯的复合含量对材料电化学性能的影响。结果表明,Nb3O7F与rGO质量比为8:1时,电化学性能最佳,在2000 mA·g-1电流密度时,其放电比容量可达到95.7 mAh·g-1,而纯相Nb3O7F的放电比容量只有36.1 mAh·g-1;在500 mA·g-1电流密度下充放电循环500次后,容量保持率为73.7%,说明适量的石墨烯加入有助于提高Nb3O7F的整体电化学性能。利用固相法制备了ZnNb2O6材料,以葡萄糖为碳源对材料进行表面碳包覆,结果表明碳成功地包覆在材料表面,其中ZnNb2O6与葡萄糖的质量比为10:1时,具有最好的电化学性能,在电流密度2000 mA·g-1时,其放电比容量为85.2 mAh·g-1;在电流密度500 mA·g-1下经过1000次充放电循环后,放电比容量稳定在170.9 mAh·g-1左右,容量保持率为84.4%,说明碳包覆后材料具有良好的循环稳定性。利用水热法制备了纳米ZnNb2O6材料,与固相法得到的微米ZnNb2O6材料进行对比,研究粒径对材料电化学性能的影响。对两种制备方法得到的ZnNb2O6进行电化学性能测试,对比分析得出:水热法制备的纳米ZnNb2O6倍率性能和循环性能更佳,在电流密度为50、100、200、500、1000、2000 mA·g-1时的放电比容量分别为303.5、214.9、183.3、134.9、105.8、72.9 mAh·g-1;在500 mA·g-1时,经过1000次充放电循环后,容量损失率为15.2%。研究结果表明粒径小的材料具有更佳的电化学性能。利用溶剂热法制备了TiNb2O7材料,以氨基葡萄糖盐酸盐为碳氮源材料进行表面碳氮共包覆,结果表明碳和氮成功地包覆在材料表面。对不同包覆量的TiNb2O7进行电化学测试,发现样品TiNb2O7与氨基葡萄糖盐酸盐质量比为20:1时,电化学性能最佳,在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C和5C时,放电比容量分别为268.9、251.5、236.7、223.9、202.5、184.1 mAh·g-1;在5C时,经过500次充放电循环后,容量保持率为90%,说明碳氮共包覆可改善TiNb2O7的倍率性能和循环性能。