锂离子电池在储能方面的发展越来越受到关注,其相对于传统电池(铅蓄电池,镍镉电池等)具有比容量大,质量轻,使用寿命长等优点。但是随着社会发展,对电池性能的要求也在不断提高,锂离子电池也在不断的改进。虽然目前主要使用石墨作为商业化锂离子电池的负极材料,但是其比容量低,倍率性能差,使锂离子电池的发展受到相应的限制。过渡金属氧化物由于其来源广泛,价格低廉且比容量大等优势,在锂离子电池方面的应用引起了研究者的广泛关注。但是由于过渡金属氧化物在锂离子脱出和嵌入过程中体积变化较大,容易导致电极破裂,电极材料与集流体分离,使电池的使用寿命降低。因此本文通过对过渡金属氧化物负极材料的形貌调控,与碳材料复合或者氮掺杂碳来改善锂离子电池负极材料的电化学性能。论文的主要研究内容和结果如下：1.将合成的TiO2前驱体分别在氩气和氨气中煅烧得到组成不同的TiO2与碳(TiO2/C)和氮掺杂碳TiO2 (N-TiO2/C)纳米复合物。两产物均为球形,直径大约160 nm,且前者表面较光滑,后者则由小的纳米颗粒组成,表面较粗糙。通过电化学性能测试发现N-TiO2/C复合材料在电流密度为0.6 C时,经过220次循环后,可逆比容量为277 mAh g-1,而TiO2/C复合材料的比容量只有228.9 mAh g-1,说明N-TiO2/C具有高的比容量。在不同电流密度下测试发现N-TiO2/C复合材料也具有较好的倍率性能,表明氮掺杂作用改善了TiO2电极材料的电化学性能。2.通过无模板一步水热法制备了中空@多孔的TiO2微球,其壳层的厚度约为450 nm。中空@多孔TiO2微球的合成机理包括TiO2纳米粒子的生成、聚集以及定向生长,HF刻蚀、奥斯瓦尔德熟化和转化过程。经过充放电测试发现,在电流密度为0.6 C时,经过150次循环,可逆比容量约为170 mAh g-1;倍率测试则发现,在电流密度为24 C时可逆比容量为40.8 mAh g-1,体现了较好的倍率性能,可能由于中空@多孔的结构提供了更多的储锂位点,同时促进了电解液的扩散和锂离子的运输。此TiO2负极材料具有优异的电化学性能,将有可能成为理想的锂离子电池负极材料。3.在超声条件下通过配位转化的方式,由[Cu(NH3)4]2+与均苯三甲酸反应合成Cu-MOF材料。将Cu-MOF在空气中不同温度下煅烧制备组成和形貌不同的电极材料,发现在250℃下煅烧后的产物是CuO/C复合材料,为中空多孔棒状;而在300℃和350℃温度下产物均为CuO,无碳存在,形貌不规整。通过充放电测试发现,在电流密度为100 mAg-1时,循环200次后,在温度为250℃,煅烧后的产物可逆比容量为505 mAh g-1,远高于在300℃和350℃下煅烧产物的比容量(分别为250.1 mAh g-1和192.3 mAh g-1), CuO/C的倍率性能也优于CuO,说明中空多孔结构和碳的存在改善了电极材料的电化学性能。