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随着社会的发展,人们对能源的需求与日俱增。传统能源因储量有限且易造成环境污染,正在逐步被其它清洁能源替代。锂离子电池以其能量密度大、绿色环保等优点从众多新型能源中脱颖而出。负极材料是锂离子电池的重要组成部分,在很大程度上决定了电池的整体性能。然而,传统的商用锂离子电池负极材料受制于其理论比容量低的缺点,越来越无法满足当今的使用需求。金属氧化物作为一类新型锂离子电池负极材料,因其具有许多优点而备受关注。然而,这类材料在充放电过程中存在循环稳定性差和导电性差的问题。因此,构筑高性能的金属氧化物负极材料对锂离子电池的应用发展具有重要意义。本论文主要对Fe2TiO5材料的组成、微观结构以及稳定性进行了研究,并且探究了其电化学性能和储锂机制。(1)利用溶剂热法,制备出了 Fe2TiO5纳米颗粒、Fe2TiO5/TiO2和Fe2TiO5/Fe2O3混合物,探究不同组成对锂离子电池的电化学性能影响。研究发现,在100 mA g-1的电流密度下,循环200次后,Fe2TiO5纳米颗粒的可逆比容量为810.4 mAh g-1,高于 Fe2TiO5/TiO2(340.8 mAh g-1)和 Fe2TiO5/Fe2O3(214.2 mAh g-1)混合物的可逆比容量。此外,在三种材料中Fe2TiO5纳米颗粒表现出了最好的倍率性能。(2)在制备过程中,通过调控聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的加入量,合成了两种Fe2TiO5纳米颗粒,并利用原位透射电子显微学探究电子束辐照对Fe2TiO5纳米颗粒形貌和微观结构稳定性的影响。对于未添加PVP制备的Fe2TiO5纳米颗粒,其结构和形貌在电子束辐照下无明显变化。而加入PVP制备的Fe2TiO5材料在电子束辐照下经历了三个形貌演变阶段:层状剥落、局部粉碎和非晶化。这主要是由于PVP的加入使材料内部产生氧空位,从而导致了 Fe2TiO5纳米颗粒产生不同的辐照行为。电子束引起的热效应和撞击损伤对加入PVP制备的Fe2TiO5纳米颗粒的形貌变化起了主导作用。(3)通过溶剂热法和后续的热处理,在添加和未添加表面活性剂PVP的条件下分别制备了 Fe2TiO5纳米颗粒,并将其用作锂离子电池负极材料。研究发现,添加PVP制备的Fe2TiO5纳米颗粒具有更加优异的电化学性能。这是由于PVP的加入导致Fe2TiO5颗粒产生更多的氧空位,这些氧空位的存在能够使电极在反应中提供更多的活性位点,有利于促进Li+扩散和电荷的转移,从而提升Fe2TiO5材料的导电性。此外,氧空位的存在可以缓解Fe2TiO5纳米颗粒电极在充放电反应过程中的结构变形,从而提升电极材料的循环稳定性。