石油价格攀升,全球气候变暖,使得汽车产品开发节能环保技术更为重要。锂离子电池作为新一代可充电电源在新能源产业中备受青睐,并且具有能量密度大、工作电压高、循环寿命好、无记忆效应等优势。目前,市面上使用的锂离子电池负极材料多采用石墨材料,然而石墨作为锂离子电池负极具有倍率性能不理想,循环寿命较差,安全性能差等缺点。因此,探寻高容量、高倍率性能的锂离子电池负极材料尤为重要。钛酸锂被称为“零应变”材料,具有很好的循环稳定性。理论容量为175m Ah/g。钛酸锂由于具有体积小、重量轻、无记忆效应、较高的扩散系数、安全性能好等优点,可作为是石墨负极的替代品。固相法制备Li₄Ti₅O₁₂容易出现杂相偏析,易生成Ti O₂、Li₂Ti O₃等杂相。且Li₄Ti₅O₁₂的导电性差,容量低。对此我们想出两种解决方案:（1）使用喷雾干燥法来代替固相法,解决元素偏析、出现杂相问题;（2）用金属硫化物作为半导体负载。Cu₂S是金属硫化物中导电性能较好的半导体,解决Li₄Ti₅O₁₂材料导电性不好的问题。其次,由于Cu₂S是比容量较高的材料,因此负载Cu₂S后可提高材料的容量。主要内容如下:（1）通过喷雾干燥-固相煅烧法制备了球形钛酸锂。同时研究了不同锂钛摩尔比以及煅烧温度对球形钛酸锂的形貌和成分的影响,并研究了其作为锂离子电池电极材料的电化学性能。通过XRD、SEM、恒流充放电测试等研究表明,锂钛摩尔比为0.816,煅烧温度为800℃时,合成的Li₄Ti₅O₁₂粒径分布均匀,无杂相。在1 C倍率下,首圈放电比容量为185.1 m Ah/g,循环100圈后,放电比容量为169.7 m Ah/g,容量保持率为91.7%。在1 C、2 C、5 C、10 C的倍率下,首圈放电比容量为181.7 m Ah/g、160.7 m Ah/g、139 m Ah/g、109 m Ah/g。表明该材料具有较好的循环稳定性和倍率性能。（2）Li₄Ti₅O₁₂的导电性差,理论容量不高。为了改善Li₄Ti₅O₁₂材料的电化学性能,我们采用了导电性较好地Cu₂S与Li₄Ti₅O₁₂复合来提高Li₄Ti₅O₁₂的导电性和电导率。通过铜镜反应,在Li₄Ti₅O₁₂上沉积Cu,经过硫粉硫化后生成Cu₂S/Li₄Ti₅O₁₂复合材料。对其进行XRD、SEM、恒流充放电测试的研究后,结果表明,在醚类电解液中,首圈放电比容量为206.4 m A h/g,循环30圈后,放电比容量为187.8 m A h/g,容量保持率为91%。在10 C倍率下,循环100圈后容量保持率为98.5%。在0.5 C倍率下,放电比容量为239 m A h/g。当充放电倍率从0.5 C增大到10 C,再恢复至0.5 C,放电比容量可迅速恢复至220 m A h/g。说明该复合材料容量较高、循环稳定性较好、倍率性良好。优异的电化学性能可能是Cu₂S和Li₄Ti₅O₁₂协同作用的结果。