H2Ti12O25的多方法制備及FePO4包覆改性研究.pdf

1、隨著動力汽車和混合動力汽車的發(fā)展，對具有高能量密度（高容量）、高功率密度（優(yōu)異的高倍率性能）、長循環(huán)壽命、高安全性能和低成本等優(yōu)勢的鋰離子動力電池的需求在不斷擴(kuò)大。負(fù)極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能嚴(yán)重制約著鋰離子電池的電性能。因此，開發(fā)具有優(yōu)異性能的新型負(fù)極材料成為鋰離子電池研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。其中，質(zhì)子鈦酸鹽（H2Ti12O25）表現(xiàn)出潛在的高安全性、高容量、長循環(huán)壽命和低成本等優(yōu)點(diǎn)，因而有望成為具有良好前景的新型負(fù)極材料

2、。但目前對H2Ti12O25的研究僅處于起步階段。
　　本論文采用球磨輔助的軟化學(xué)法制備了類條狀形貌的Bulk-H2Ti12O25，并探討了煅燒溫度和煅燒時間對其顆粒尺寸和電化學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，煅燒溫度800℃，煅燒時間20h制備的Bulk-H2Ti12O25的電化學(xué)性能最優(yōu)。
　　本論文采用水熱法制備了H2Ti12O25納米棒，研究結(jié)果表明，制備H2Ti12O25納米棒所需的Na2Ti3O7納米棒前驅(qū)體的最佳合成

3、條件為：氫氧化鈉濃度10mol L-1，水熱溫度190℃，水熱時間48h。
　　本論文對采用上述兩種方法制備的H2Ti12O25的電化學(xué)性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，H2Ti12O25納米棒比類條狀Bulk-H2Ti12O25具有更高的容量和更好的高倍率性能。H2Ti12O25納米棒在1C下循環(huán)100周后，可逆容量可達(dá)到191.3mAh g-1，在10C和20C下循環(huán)200周后，可逆容量分別為150.5mAh g-1和132.1mAh

4、g-1；對于類條狀Bulk-H2Ti12O25樣品，其可逆容量分別為171.2mAh g-1（1C）、113.7mAh g-1（10C）和83.3mAh g-1（20C）。
　　本論文進(jìn)一步采用沉淀法對類條狀Bulk-H2Ti12O25進(jìn)行FePO4表面包覆改性研究。研究結(jié)果表明，F(xiàn)ePO4包覆可以明顯提高Bulk-H2Ti12O25的比容量和高倍率性能。在FePO4的最佳包覆量（3wt.％）下，1C下循環(huán)100周后，可逆容量可達(dá)