水系鋰離子電池負極材料LiTi2(PO4)3的制備及性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、水系鋰離子電池具有價格低廉,清潔環(huán)保,安全性能高等優(yōu)點,理論上具有廣泛的應用前景,成為具有開發(fā)和應用潛力的新型儲能器件。負極材料是水系鋰離子電池的關鍵材料之一。近年來,具有 NASICON結構的 LiTi2(PO4)3引起了人們的關注。LiTi2(PO4)3具有適宜的電極電位和較好的電化學可逆性,且其合成原料在地球上儲存豐度大、環(huán)境友好,是水系鋰離子電池較適宜的負極候選材料。但是 LiTi2(PO4)3低的本征電導率嚴重的影響了材料的電

2、化學性能,限制了材料的實際應用。
  本文以提高LiTi2(PO4)3電極材料的電化學性能為主要目的,采用高溫固相法和溶膠凝膠法制備了LiTi2(PO4)3和LiTi2(PO4)3/C復合材料,并對高溫固相法制得的LiTi2(PO4)3/C復合材料進行不同球磨時間的優(yōu)化。對溶膠凝膠法制備材料采用不同碳源分散方式,并進行不同碳含量的包覆修飾。利用X射線衍射、掃描電鏡和透射電鏡技術對合成產物的晶體結構、表面形貌進行了表征和分析,通過循

3、環(huán)伏安(CV)、電化學阻抗譜(EIS)和恒流充放電測試對材料的電化學性能進行了測試和分析。研究了顆粒大小、球磨時間、除水方式、及碳包覆量對 LiTi2(PO4)3負極材料的電化學性能影響。球磨時間對固相法合成 LiTi2(PO4)3/C電化學性能的影響:以碳酸鋰、四異丙氧基鈦、檸檬酸、磷酸氫二銨、雙氧水、氨水等為原料合成并對其進行碳包覆得到LiTi2(PO4)3/C,并對其進行不同時間的球磨優(yōu)化。研究結果表明:球磨10h復合物電極具有更

4、優(yōu)秀充放容量及更高的容量保持率,其中球磨10h的 LiTi2(PO4)3在4C倍率下充放電首次充放電容量分別為130mAh/g和123mAh/g,放電效率為94.65%,循環(huán)12次后充放電容量分別為109mAh/g和98mAh/g,放電效率為89.9%。不同碳源分散方式及碳包覆量對 LiTi2(PO4)3/C電化學性能的影響:碳源以旋轉蒸發(fā)分散方式、碳包覆量為3.6%左右時的LiTi2(PO4)3/C電極電化學性能最好,充放電循環(huán)200

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