二氧化钛（TiO₂）作为一种半导体材料,以其良好的结构稳定性、较高的比容量、良好的循环稳定性及高安全性,作为锂离子电池负极材料极具潜力。然而,其电子电导率低,离子扩散能力差,限制了二氧化钛在锂离子电池中的实际应用。且TiO₂电极材料在温度降低时本征电导率也随之降低,进一步限制了二氧化钛在低温锂离子电池中的应用。本文通过采取与导电材料的复合、掺杂异质原子和材料纳米化等手段相结合,以改善二氧化钛的离子及电子电导率,进而提升TiO₂作为锂离子电池负极材料在室温和低温（0-零下20℃）的电化学性能。主要研究内容如下:以TiN氧化成二氧化钛（TiO₂）为前驱体,MXene（Ti₃C₂）为协同钛源和碳源,通过水热和热处理的方法制备C/N共掺杂TiO₂纳米管。可以观察到以TiN氧化和MXene在水热和热处理过程中氧化而得到的TiO₂为原料,以一种简单的方法实现了对TiO₂的碳氮共掺杂,研究了该材料在室温及低温下作为锂离子电池负极材料的性能。电化学测试表明:以TiO₂与MXene为20:1的比例制备的样品在室温情况下,电流密度为20 A/g时的可逆放电容量高达128.9 mAh/g,以2 A/g的电流密度循环500个循环后,容量保持有180.4 mAh/g。样品在-20℃,0.1 A/g时显示出188.5 mAh/g的比容量,而在该温度下,电流密度为1 A/g的500个循环内保持有134.6 mAh/g的可逆容量。以未完全氧化的TiN为前驱体,剥离氧化石墨烯（GO）为石墨烯纳米片来源,在高浓度的氢氧化钠环境下采用水热合成及热处理方法合成了N掺杂TiO₂纳米管/TiN/石墨烯纳米复合材料。石墨烯将N掺杂的TiO₂纳米管连接在一起形成导电网络,提高其在室温和低温时的电化学性能。400℃热处理制备的纳米复合材料样品室温时电流密度为20 A/g时的可逆容量为154.3 mAh/g,在2 A/g的电流密度下循环500个循环后容量保持率为86%。在-20℃时,倍率在2 A/g对应的可逆容量为123.2 mAh/g。电流密度1 A/g循环500次后保持有超过93%的可逆容量。