У дисертаційній роботі представлені дослідження сумісного впливу термічного відпалу, лазерного опромінення та допування на фізико-хімічні властивості нанокомпозитів, сформованих на основі нанодисперсного ТіО2, допованого Zr, Nb, Fe та С. Встановлено взаємозв'язки між умовами та режимами отримання і моди-фікації складових композиту та закономірностями перебігу електрохімічних процесів у пристроях накопичення і генерування електричної енергії. Знайдені оптимальні умови лазерної модифікації, за яких даний матеріал забезпечує високі питомі ємнісні характеристики літієвих джерел струму. Показано, що питома ємність електрохімічної системи, сформованої на основі модифікованого композиту TiО2/С, при струмах 1-5 мА в 15-50 разів більша за аналогічну ємність для вихідного композиту, що свідчить про формування матриці зі значною кількістю гостьових позицій, здатних істотно інтенсифікувати заряд/розрядні процеси. На основі комплексних досліджень показано вплив впроваджених елементів Zr і Nb та термічного відпалу на кристалічну структуру, морфологію поверхні ТіО2. Виявлено, що легування ТіО2 ніобієм забезпечує термічну стабільність фази анатазу до температур 1123 К. Згідно з результатами Х-променевого аналізу ТіО2, легованого цирконієм, вміст рутилу після відпалу становив ~ 30 %. Даний матеріал характеризується пористою структурою зі значенням питомої площі 260 м2/г, що є на 40 % більшою у порівнянні із отриманими даними для нелегованого та легованого ніобієм ТіО2. Методом термогравіметрії виявлено, що вміст води в ньому становить до 20 % від початкової маси. Ширина забороненої зони діоксиду титану, згідно з даними УФ-спектроскопії, зменшується від 3,5 еВ до 2,5 еВ при легуванні ТіО2 цирконієм та відпалом при температурі до 1123 К відповідно, причиною чого є поява енергетичних рівнів у забороненій зоні ТіО2 внаслідок утворення вакансій оксигену після відпалу, що підтверджено рентгенівською фотоелектронною спектроскопією. Вперше застосовано легований ТіО2 цирконієм та ніобієм і відпалений при 673 К і 1123 К у якості катодних матеріалів літієвих джерел струму (ЛДС). Показано ефективність поєднання даних методів модифікації щодо покращення інтеркаляції йонів літію у структуру діоксиду титану. Значення питомих енергетичних характеристик ЛДС збільшилося на 50 % і 20% при легуванні ТіО2 цирконієм і ніобієм відповідно із наступним їх відпалом при 1123 К. Експериментально доведено, що електрохімічна інтеркаляція йонів літію у рутильну структуру фториду магнію є двостадійним процесом, що полягає у первинному заповненні порожнин структурних каналів поверхневих шарів, накопиченні на поверхні металічного літію та подальшому заповненні вільних "гостьових" позицій в об'ємі структури катодної матриці за рахунок дифузії літію. Досліджено кінетику дифузії літію у структуру MgF2 та MgF2/С. Встановлено, що в процесі накопичення інтеркальованого літію матрицею селеїту рутильної структури коефіцієнт дифузії змінюється немонотонно залежно від встановленої катод-анодної різниці потенціалів, при цьому спостерігається загальне його зменшення.
