磷酸鹽基電極材料的制備、表征及水系電池的組裝.pdf

1、NASCICON型磷酸鹽具有三維開放通道的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)離子的快速輸運(yùn)，并具有原料來源豐富、成本較低、環(huán)境友好以及熱穩(wěn)定性較好的特點(diǎn)，近年來引起了科研工作者們的廣泛關(guān)注。
　　本文以鈦酸四丁酯為鈦源，肌醇六磷酸為磷源和碳源，氫氧化鋰(鈉)為鋰(鈉)源，通過抑制鈦酸四丁酯的水解速率，利用共沉淀結(jié)合煅燒法，合成了比表面積較大的ATi2(PO4)3/C(A=Li,Na)復(fù)合材料。采用X-射線粉末衍射儀(XRD)、拉曼光譜(Raman

2、)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、熱重/差熱(TG/DSC)、X-射線光電子能譜(XPS)、氮?dú)馕摳降葴鼐€等測試技術(shù)對樣品進(jìn)行了表征，并測試了樣品在水系電解液中的電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明：
　　(1)ATi2(PO4)3/C樣品具有結(jié)晶性好、純度高、比表面積（SBET）較大、介孔結(jié)構(gòu)豐富和石墨化碳層包覆的特點(diǎn)。
　　(2)以1M Li2SO4為電解液，在三電極模式下，測試了LiTi2(PO4

3、)3/C樣品的電化學(xué)性能。在0.1,0.2,0.5,1和2A g-1電流密度下，LiTi2(PO4)3/C樣品的放電比容量分別為84.4,73.9,68.9,64.3和55.9mAh g–1，并且?guī)靷愋式咏?7％。
　　(3)以LiTi2(PO4)3/C為負(fù)極、LiMn2O4為正極組裝的水系全電池，在0.1A g-1電流密度(相當(dāng)于1.37C)下的放電比容量為28.1mAh g-1(電池的理論容量為73mAh g-1)。循環(huán)10

4、00圈以后，放電比容量為20.1mAh g-1，容量保持率為71.5%。
　　(4)以1M Na2SO4為電解液，在三電極模式下，測試了NaTi2(PO4)3/C樣品的電化學(xué)性能。比較研究了電解液中O2及溶液pH對樣品電化學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)電解液在除氧、pH為9的條件下，樣品具有較好的電化學(xué)性能；
　　(5)比較研究了不同煅燒溫度對樣品電化學(xué)性能的影響，結(jié)果表明750℃下煅燒的樣品電化學(xué)性能較好。
　　(6)750℃煅