新型鋰離子電池負極材料NaLiTi3O7的制備及其電化學性能研究.pdf

1、NaLiTi3O7作為鋰離子電池負極材料具有電位合適、理論比容量高、循環(huán)性能好等特點，是非常具有研究價值與應用前景的新型鋰離子電池負極材料。本論文采用NaCl熔劑法成功制備了純相NaLiTi3O7，系統(tǒng)研究了原料組成、燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間等反應條件對合成產(chǎn)物性能的影響。采用XRD、SEM和TEM等技術對這些材料的物相和形貌進行了表征，采用恒電流充放電、循環(huán)伏安(CV)和電化學阻抗譜(EIS)等技術檢測了材料的電化學性能。
　　 實

2、驗結(jié)果表明，采用碳酸鋰為鋰源、原料組成中鋰鈦摩爾比（nLi/nTi）為0.8以及二者總摩爾濃度和（（nLi+nTi）/(nLi+nTi+nNa)）為5％、燒結(jié)溫度為900℃及保溫時間為12h時所制備的樣品為純正交相的NaLiTi3O7，具有最優(yōu)的物理及化學性能。產(chǎn)物無團聚現(xiàn)象，顆粒分布均勻，平均粒徑約1μm，首次放電比容量為164.4 mAh.g-1。NaLiTi3O7具有較低的電壓平臺(～1.3 V vs Li+/Li)，同時還具有很

3、好的循環(huán)穩(wěn)定性（175 mA·g-1下循環(huán)100次，容量保持率為90％）和倍率性能，這種優(yōu)異的性能決定了NaLiTi3O7負極材料可以與鋰離子正極材料搭配組成具有更高能量密度的電池。
　　 采用循環(huán)伏安(CV)和交流阻抗測試(EIS)研究了NaLiTi3O7電極的動力學過程。CV研究表明，NaLiTi3O7電極具有較好的可逆脫嵌鋰性能，氧化還原過程中鋰離子的固相平均擴散系數(shù)分別為9.7137×10-11和1.8667×10-11