商業(yè)二氧化鈦負極材料電化學性能的優(yōu)化.pdf

1、鋰離子電池技術的不斷發(fā)展推動了其在社會生產(chǎn)生活中的普遍應用。近年來，新能源汽車的高速發(fā)展進一步體現(xiàn)了鋰離子電池的優(yōu)越性。大型動力設備對負極材料的要求也越來越高，往往需要其具有較高的功率密度和能量密度。二氧化鈦(TiO2)是重要的候選材料之一。然而，商業(yè)TiO2(c-TiO2)中存在許多雜質，電化學性能較差，限制了其實際應用。為使價格低廉的c-TiO2能夠應用于鋰離子電池中，探究其電化學性能差的內(nèi)在原因，并通過適當?shù)拇胧└纳破潆娀瘜W性能，

2、具有重要的應用價值。由此，我們進行了如下的研究工作:
　　(1)使用葡萄糖作為碳源在600和750℃制備了碳包覆的c-TiO2納米顆粒。750℃下合成的碳包覆c-TiO2樣品在電流密度為100mA/g時，充放電100次后仍具有較高的可逆容量(270.1mAh/g)，與碳包覆的純TiO2性能相當。根據(jù)各種表征測試分析，電化學性能的顯著提高歸因于750℃時SO42-的徹底分解以及碳包覆層提高了電子電導率和離子電導率。這一簡單的制備方法

3、和良好的電化學性能促進了TiO2作為負極材料在高功率鋰離子電池中的應用。
　　(2)采用煤焦油瀝青作為碳源在750℃保溫5h合成了軟碳包覆的商業(yè)二氧化鈦納米顆粒。與未包覆的二氧化鈦相比，經(jīng)過軟碳包覆的樣品表現(xiàn)出更高的電化學性能。軟碳包覆的TiO2材料獲得了引人注目的倍率性能，當電流密度分別是100，200，400，800，1600mA/g時，樣品電池在各個電流密度下循環(huán)十次后的可逆容量依次為323.6，274.4，247.8，20

4、9.1，146.6mAh/g。在500mA/g的高電流密度下循環(huán)1000次后的可逆容量仍高達140.2mAh/g。測試結果表明，碳包覆的樣品電化學性能顯著提高，這一方面是由于高石墨化程度的軟碳增強了電子電導率和離子電導率，另一方面是鋰離子界面存儲機制的存在。
　　(3)以瀝青作為碳源在900℃制備了碳包覆c-TiO2并引入適量的Ti9O17。Ti9O17是在c-TiO2碳包覆過程中同步形成的。Ti9O17的含量可以通過調(diào)整瀝青的含