高性能鋰離子電池負(fù)極材料Li4Ti5O12的制備及摻雜改性研究.pdf

1、鈦酸鋰（Li4Ti5O12）是一種“零應(yīng)變”材料，即在充放電過(guò)程中，不發(fā)生體積變化，因而被認(rèn)為是一種安全可靠的鋰離子電池負(fù)極材料。在實(shí)際應(yīng)用中，為了克服它的絕緣性缺陷，通常從顆粒納米化和提高導(dǎo)電性?xún)煞矫孢M(jìn)行材料改性。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)溶膠凝膠法的改進(jìn)及金屬離子摻雜兩種措施，實(shí)現(xiàn)Li4Ti5O12的顆粒納米化和導(dǎo)電性能的提升，并最終大幅度提升了Li4Ti5O12在高倍率下的電化學(xué)性能，有助于Li4Ti5O12負(fù)極材料在動(dòng)力電池領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

2、，成為新一代的鋰離子電池負(fù)極材料。
　　本研究通過(guò)EDTA-CA聯(lián)合絡(luò)合法對(duì)傳統(tǒng)溶膠凝膠法進(jìn)行改進(jìn)，成功地制備了顆粒細(xì)?。w粒尺徑約為150~400 nm）、分散性良好、呈多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的Li4Ti5O12粉體。該法的最佳合成條件為：煅燒溫度----750℃；煅燒時(shí)間----5 h。通過(guò)該法Li4Ti5O12具有良好的電化學(xué)性能：在1 C和10 C倍率下，Li4Ti5O12的首次放電比容量達(dá)到164 mAh g-1和108 mAh

3、g-1。在1 C倍率下，經(jīng)1000次循環(huán)，Li4Ti5O12的放電容量仍保持在160 mAh g-1。在此方法基礎(chǔ)上，分別在A、B位摻雜La3+、Sc3+進(jìn)行改性，成功合成La3+、Sc3+摻雜的Li4Ti5O12。La3+摻雜能夠有效地減小界面電荷轉(zhuǎn)移電阻，并緩解材料的電極極化現(xiàn)象。未進(jìn)入晶格的La3+有可能阻塞Li+的一維擴(kuò)散通道，而雜質(zhì)La0.625Li0.125TiO3有效提高了材料的離子導(dǎo)電性，受兩種因素的共同作用，La3+摻