基于微弧氧化（MAO）技术，通过配制KOH、Na₂HPO₄、Zn(C₂H₃O₂)₂电解液和调控等离子体放电参数，在钛箔表面制备出多孔状TiO₂/ZnO双过渡金属氧化物复合膜，将该复合膜作为锂离子电池无粘结剂负极材料。整个制备过程在常温常压下通过一步法完成，工艺流程简单、制备效率高。采用XRD、SEM、XPS、EDS等分析手段研究TiO₂/ZnO复合膜的结构、成分、形貌、元素分布等特征，采用电池测试系统测试电池的循环性能和倍率性能，采用电化学工作站测量电池的循环伏安曲线和循环前后的电化学阻抗谱。在微弧氧化过程中，利用光纤光谱仪实时采集等离子体放电的发射光谱，获取参与放电的离子种类及化学状态，并根据特征谱线计算电子温度，分析等离子体放电特性对复合膜负极材料电化学性能的影响机制。结果表明，等离子体电子温度维持在3500 K左右，这种瞬时高温为TiO₂/ZnO复合膜的快速形成提供了有利条件。在0.1 A g^-1的电流密度下循环100圈后，电池比容量可达986 mAh g^-1；经0.05 A g^-1至2 A g^-1的电流密度循环后，比容量可恢复到初始比容量的93%，表现出良好的循环稳定性和倍率性能。电池的高容量主要来源于ZnO的贡献，而TiO₂能缓冲ZnO在锂化和去锂化过程中的体积变化，两者形成优势互补，产生了协同增强效应。此外，循环前后Li⁺的扩散系数分别为3.44×10^-16 cm² s^-1和1.34×10^-12 cm² s^-1，当扫描速率从0.2 mV s^-1逐渐提高到1.0 mV s^-1时，赝电容贡献率从63.9%增加到81.2%。微弧氧化形成的多孔状复合膜为Li⁺的扩散提供了大量的内部通道，降低了界面阻抗，提高了Li⁺的扩散速率和反应动力学特性。
 

微弧氧化；钛箔；TiO2/ZnO复合膜；锂离子电池；负极材料