負(fù)極材料Li4Ti5O12的制備及其碳包覆改性研究.pdf

1、尖晶石型Li4Ti5O12是一種“零應(yīng)變”嵌鋰材料，具有鋰離子三維擴(kuò)散通道，可以進(jìn)行大倍率充放電。該種材料因具有良好的循環(huán)性能、安全性能和低廉的成本成為新一代鋰離子動(dòng)力電池負(fù)極材料的研究熱點(diǎn)。
　　本文綜述了負(fù)極材料Li4Ti5O12的結(jié)構(gòu)、脫嵌鋰機(jī)制、制備方法、碳包覆改性及其在鋰離子電池中的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。采用高溫固相法制備鈦酸鋰并對(duì)其進(jìn)行碳包覆改性，通過(guò)X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外吸收光譜(FT-IR

2、)、恒流充放電測(cè)試和交流阻抗測(cè)試(EIS)等分析測(cè)試方法，從材料制備、結(jié)構(gòu)形貌和電化學(xué)性能等方面對(duì)實(shí)驗(yàn)制備的樣品進(jìn)行研究。
　　首先，分別以無(wú)定形TiO2和銳鈦礦型TiO2為鈦源，Li2CO3為鋰源，空氣氣氛850℃焙燒不同的時(shí)間，制備Li4Ti5O12樣品，并分析了鈦源和焙燒時(shí)間對(duì)材料電化學(xué)性能的影響。以無(wú)定形TiO2為鈦源制備的樣品循環(huán)可逆性偏差，以銳鈦礦型TiO2為鈦源，850℃焙燒焙燒25h制備的樣品具有較好的倍率性能。<

3、br>　　其次，以銳鈦礦型TiO2、Li2CO3和六種有機(jī)碳源為原料，氮?dú)鈿夥?50℃焙燒不同的時(shí)間，制備Li4Ti5O12及碳包覆樣品，對(duì)制備的樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和倍率性能測(cè)試(0.1C→0.2C→0.5C→1C→0.1 C)，分析焙燒時(shí)間及碳源對(duì)材料性能的影響。XRD測(cè)試結(jié)果表明，氨氣氣氛制備的樣品中含有Ti3+，使得樣品晶胞參數(shù)變大，衍射峰相對(duì)積分強(qiáng)度降低，還使得樣品呈現(xiàn)藍(lán)色，另外，碳包覆樣品表面的碳層對(duì)樣品的晶胞參數(shù)有一定的影響。