納米結(jié)構(gòu)復(fù)合氧化物的合成及電化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、可充電式鋰離子電池由于它所特有的較安全穩(wěn)定的電化學(xué)體系、高能量密度以及環(huán)境友好的特性，現(xiàn)如今已經(jīng)廣泛使用在便攜式移動(dòng)設(shè)備上（如數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦等），并且在電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車方面更展現(xiàn)出了極高的應(yīng)用潛力。尖晶石型錳酸鋰(LiMn2O4)作為鋰離子電池正極材料具有原材料資源豐富、成本低廉，熱穩(wěn)定性好及耐過(guò)充性佳的優(yōu)點(diǎn)。但其在高溫條件下循環(huán)過(guò)程中的容量衰減快，這是制約了它進(jìn)一步商品化的主要因素之一。尖晶石型鈦酸鋰(Li4Ti5

2、O12)作為鋰離子電池負(fù)極材料被稱作“零應(yīng)變”材料，具備循環(huán)穩(wěn)定性好、有平穩(wěn)的放電電壓平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)，尖晶石型Li4Ti5O12相對(duì)于金屬鋰的電勢(shì)低，是一種很有潛力的鋰離子電池負(fù)極材料。但是由于其固有的低電導(dǎo)率特性及大電流性能較低限制了其商品化的應(yīng)用，材料的納米化可改善鋰離子電池的電化學(xué)性能，尤其是快速充放電性能，是鋰離子電池材料的重要發(fā)展方向之一。
　　本課題選取原材料來(lái)源廣泛的尖晶石型錳酸鋰及尖晶石型鈦酸鋰作為研究對(duì)象主要的研究?jī)?nèi)

3、容如下:
　　通過(guò)使用α-MnO2作為模板，固相法合成出一種具有孔狀次級(jí)核殼結(jié)構(gòu)的尖晶石型錳酸鋰材料，對(duì)材料采取XRD進(jìn)行結(jié)構(gòu)測(cè)試，表明合成出的產(chǎn)物為尖晶石型，結(jié)果表明該球形材料尺寸在2-5μm范圍是由納米小顆粒組成的，將其組裝成紐扣電池研究其充放電性能，在0.1C，0.5C，1C，2C，5C，倍率下放電容量分別為114 mAhg-1104，101，95，82 mAh g-1并具有良好的循環(huán)性能。對(duì)其進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)它還具有很好

4、的直接電化學(xué)及電催化性能。
　　以1，4-二氧六環(huán)與水為混合溶劑，180℃溶劑熱12小時(shí)后經(jīng)過(guò)650℃后續(xù)煅燒6小時(shí)后合成出尺寸為100nm左右的尖晶石型鈦酸鋰(Li4Ti5O12)納米顆粒材料，對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試研究表明，該納米顆粒鈦酸鋰材料具有很好的電化學(xué)性能，在1.0～3.0V下0.1C，0.5 C，1C，1.5C，2C倍率下的初始放電容量分別為176，158，148，139，138mAhg-1，并具備良好的循環(huán)性能。<