負極材料Li4Ti5O12的制備及其碳包覆改性研究.pdf

1、尖晶石型Li4Ti5O12是一種“零應變”嵌鋰材料，具有鋰離子三維擴散通道，可以進行大倍率充放電。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力電池負極材料的研究熱點。
　　本文綜述了負極材料Li4Ti5O12的結構、脫嵌鋰機制、制備方法、碳包覆改性及其在鋰離子電池中的應用等方面的內容。采用高溫固相法制備鈦酸鋰并對其進行碳包覆改性，通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外吸收光譜(FT-IR

2、)、恒流充放電測試和交流阻抗測試(EIS)等分析測試方法，從材料制備、結構形貌和電化學性能等方面對實驗制備的樣品進行研究。
　　首先，分別以無定形TiO2和銳鈦礦型TiO2為鈦源，Li2CO3為鋰源，空氣氣氛850℃焙燒不同的時間，制備Li4Ti5O12樣品，并分析了鈦源和焙燒時間對材料電化學性能的影響。以無定形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和六種有機碳源為原料，氮氣氣氛850℃焙燒不同的時間，制備Li4Ti5O12及碳包覆樣品，對制備的樣品進行結構表征和倍率性能測試(0.1C→0.2C→0.5C→1C→0.1 C)，分析焙燒時間及碳源對材料性能的影響。XRD測試結果表明，氨氣氣氛制備的樣品中含有Ti3+，使得樣品晶胞參數(shù)變大，衍射峰相對積分強度降低，還使得樣品呈現(xiàn)藍色，另外，碳包覆樣品表面的碳層對樣品的晶胞參數(shù)有一定的影響。