納米結(jié)構(gòu)復(fù)合氧化物的合成及電化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、可充電式鋰離子電池由于它所特有的較安全穩(wěn)定的電化學(xué)體系、高能量密度以及環(huán)境友好的特性，現(xiàn)如今已經(jīng)廣泛使用在便攜式移動設(shè)備上（如數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦等），并且在電動汽車及混合動力汽車方面更展現(xiàn)出了極高的應(yīng)用潛力。尖晶石型錳酸鋰(LiMn2O4)作為鋰離子電池正極材料具有原材料資源豐富、成本低廉，熱穩(wěn)定性好及耐過充性佳的優(yōu)點(diǎn)。但其在高溫條件下循環(huán)過程中的容量衰減快，這是制約了它進(jìn)一步商品化的主要因素之一。尖晶石型鈦酸鋰(Li4Ti5

2、O12)作為鋰離子電池負(fù)極材料被稱作“零應(yīng)變”材料，具備循環(huán)穩(wěn)定性好、有平穩(wěn)的放電電壓平臺的優(yōu)點(diǎn)，尖晶石型Li4Ti5O12相對于金屬鋰的電勢低，是一種很有潛力的鋰離子電池負(fù)極材料。但是由于其固有的低電導(dǎo)率特性及大電流性能較低限制了其商品化的應(yīng)用，材料的納米化可改善鋰離子電池的電化學(xué)性能，尤其是快速充放電性能，是鋰離子電池材料的重要發(fā)展方向之一。
　　本課題選取原材料來源廣泛的尖晶石型錳酸鋰及尖晶石型鈦酸鋰作為研究對象主要的研究內(nèi)

3、容如下:
　　通過使用α-MnO2作為模板，固相法合成出一種具有孔狀次級核殼結(jié)構(gòu)的尖晶石型錳酸鋰材料，對材料采取XRD進(jìn)行結(jié)構(gòu)測試，表明合成出的產(chǎn)物為尖晶石型，結(jié)果表明該球形材料尺寸在2-5μm范圍是由納米小顆粒組成的，將其組裝成紐扣電池研究其充放電性能，在0.1C，0.5C，1C，2C，5C，倍率下放電容量分別為114 mAhg-1104，101，95，82 mAh g-1并具有良好的循環(huán)性能。對其進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)它還具有很好

4、的直接電化學(xué)及電催化性能。
　　以1，4-二氧六環(huán)與水為混合溶劑，180℃溶劑熱12小時后經(jīng)過650℃后續(xù)煅燒6小時后合成出尺寸為100nm左右的尖晶石型鈦酸鋰(Li4Ti5O12)納米顆粒材料，對其進(jìn)行電化學(xué)性能測試研究表明，該納米顆粒鈦酸鋰材料具有很好的電化學(xué)性能，在1.0～3.0V下0.1C，0.5 C，1C，1.5C，2C倍率下的初始放電容量分別為176，158，148，139，138mAhg-1，并具備良好的循環(huán)性能。<