Li-Mn-Ti-O的電化學性能研究.pdf

1、全固態(tài)薄膜鋰離子電池的研究已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注，但是目前的研究方向主要集中在電解質(zhì)薄膜和正極薄膜，而關(guān)于負極薄膜的制備及性能研究卻相對十分匱乏。因此，制備出高質(zhì)量的負極薄膜材料對于全固態(tài)薄膜鋰離子電池早日在實際生活中的應用具有非常重要的意義。Li4Ti5O12作為負極材料因為其零應變的特性成為最具應用前景的負極材料之一，表現(xiàn)出非常好的循環(huán)穩(wěn)定性，受到科研工作者的廣泛關(guān)注。鑒于此，本文采用溶膠凝膠法，探討了通過旋轉(zhuǎn)涂覆鍍膜方式制備 L

2、i4Ti5O12負極薄膜材料的工藝條件，研究了薄膜結(jié)構(gòu)、形貌和電化學性能的影響因素。主要內(nèi)容有：
　　(1)以乙酸鋰為鋰源，鈦酸丁酯為鈦源，乙二醇為溶劑，乙酸為絡合劑，摸索出了配置無需過慮、淡黃色透明穩(wěn)定、具有一定粘度的溶膠的工藝，以及溶膠中金屬離子總濃度、乙酸用量、勻膠速率和時間、低溫熱處理溫度和時間、高溫熱處理升溫速率等因素對薄膜成膜質(zhì)量的影響。
　　(2)通過改變涂膜方式和退火方式，采用XRD、SEM及電化學測試手段，

3、研究了不同初始鋰鈦比例和退火溫度對 Li4Ti5O12負極薄膜材料的結(jié)構(gòu)形貌以及電化學性能的影響。優(yōu)化后的工藝制備的薄膜在5μA/cm2電流密度下，第二次放電比容量為84μAh/(cm2μm)，經(jīng)過50次充放電循環(huán)后容量保持率達91％，在80μA/cm2的電流密度下放電比容量與5μA/cm2時相比仍有81%，具有良好的電化學性能。
　　(3)在優(yōu)化后的工藝下研究了不同 Mn摻雜量對 Li4Ti5-xMnxO12薄膜結(jié)構(gòu)、形貌以及電

4、化學性能的影響。結(jié)果表明：適量的Mn摻雜并沒有明顯的改變薄膜的結(jié)構(gòu)和形貌，Mn的摻雜使得樣品第二次放電比容量都有所下降，但并沒有隨著Mn摻雜量的增大呈現(xiàn)出比較明顯的規(guī)律性變化，且Mn的摻雜并沒有破壞樣品的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　(4)通過Mn摻雜與再次氣氛退火的共同作用下得到的Li4Ti4.95Mn0.05O12薄膜具有相對較純的結(jié)晶相，在5μA/cm2電流密度下表現(xiàn)出79μAh/(cm2μm)的比容量，與優(yōu)化后的 Li4Ti5O12薄