Si-LiTiO3復(fù)合材料的制備、表征及電化學(xué)性能研究.pdf

1、硅由于理論容量高(理論容量4200mAh/g)、資源豐富、價(jià)格低廉，且具有接近于鋰的放電電位，是近年來研究較多的鋰離子電池負(fù)極材料。但由于硅電化學(xué)吸/放鋰過程中存在較大的晶格膨脹率，從而導(dǎo)致了其較短的壽命。本文采用溶膠凝膠法、高溫固相合成法并結(jié)合高能球磨法，制備了Si/Li2TiO3復(fù)合材料，并對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　 TG和DTA結(jié)果表明，由鋰、鈦有機(jī)化合物組成的前軀體的失重和復(fù)合材料的生成主要發(fā)生在331.

2、7℃及497.6℃。XRD結(jié)果表明，所得產(chǎn)物為Si/Li2TiO3復(fù)合材料。SEM結(jié)果顯示，顆粒分散均勻，顆粒大小約450nm。HRTEM結(jié)果表明，硅粉均勻分散在Li2TiO3基體結(jié)構(gòu)中。同時(shí)，EDS結(jié)果表明，復(fù)合材料中Si與Li2TiO3的摩爾比為3.3:1。
　　 Si/Li2TiO3電極在電流密度為80mA/g時(shí)，首周放/充電容量分別為1497.9mAh/g和1199.3mAh/g，效率為80.07％。循環(huán)20周后，容量穩(wěn)

3、定在697.7mAh/g，庫倫效率均保持在97%左右。平均每周容量衰減27.81mAh/g(2.27%)。
　　 CV結(jié)果表明，首次吸鋰過程中有SEI膜生成，這是造成首周容量損失的主要原因之一。隨著循環(huán)的進(jìn)行，氧化/還原峰位置隨掃描周數(shù)增加基本沒有變化，但電極的吸放鋰的深度和廣度增加，電極的電化學(xué)穩(wěn)定性增強(qiáng)。EIS結(jié)果表明，不同條件下極化阻抗變化趨勢(shì)表現(xiàn)出良好的規(guī)律性，且與充放電及CV測(cè)試結(jié)果相吻合。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果結(jié)合非原位XR