鈦基材料的制備及其作為鋰離子電池負(fù)極的電化學(xué)性能.pdf

1、南開大學(xué)博士學(xué)位論文鈦基材料的制備及其作為鋰離子電池負(fù)極的電化學(xué)性能姓名：賴超申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：化學(xué)；材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：高學(xué)平201104摘要二、鈦酸鋰的改性研究及贗電容特征。采用水熱法制備了LiTiO中間體復(fù)合物。在500℃下對其進行熱處理制得由納米片堆積而成的分級結(jié)構(gòu)的鈦酸鋰顆粒。所制鈦酸鋰材料具有明顯的贗電容特征。贗電容是一種表面的快速的儲能方式，可以提供額外的嵌鋰容量，這是所制樣品具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和高倍率放電性能

2、的基礎(chǔ)。實驗結(jié)果顯示，在2000mA／g的電流密度下，材料的容量能穩(wěn)定的保持在128mAh／g。另外，研究發(fā)現(xiàn)，水熱法制備的鈦酸鋰納米顆粒也具有明顯的贗電容特征。本論文中，還設(shè)計和制備了Li4Ti5012／T102雙相復(fù)合材料，其中納米Li4Ti5012和Ti02之間存在大量的相界面。相界面的存在具有額外的電容性儲鋰功能，同時可更好地容納嵌脫鋰導(dǎo)致的機械應(yīng)變。電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)，雙相電極材料的實際放電容量、循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能都要優(yōu)于純相的

3、鈦酸鋰和二氧化鈦。階梯放電測試顯示，在1600mA／g電流密度下，雙相復(fù)合材料的容量能穩(wěn)定的保持在132mAh／g，相比于200mA／g時，其容量保持率超過了90％。三、鈦基材料的碳、氮摻雜改性。采用聚苯胺／氧化鈦納米復(fù)合物作為前軀體，高溫?zé)崽幚碇苽淞私榭滋己偷矒诫s的二氧化鈦。碳和氮元素的摻雜是對二氧化鈦間隙位置的摻雜，有效的降低了電極材料的界面電阻，提高了材料的贗電容電容效應(yīng)。在1000mA／g下，摻雜樣品首周容量達(dá)到了2025mA

4、h／g，經(jīng)過150周循環(huán)后，能穩(wěn)定的保持在1567mAh／g，這要明顯優(yōu)于粒徑大小和比表面積都類似的未摻雜樣品。本論文中，還以核殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺／氧化鈦復(fù)合微米球和氫氧化鋰作為前軀體，高溫?zé)崽幚碇苽淞颂紦诫s的球形L“Ti5012／T102雙相復(fù)合電極材料。在1500mA／g的電流密度下，其容量能穩(wěn)定的保持在1221mAh／g，和100mAh／g相比，容量保持率達(dá)到75％。雙相復(fù)合材料卓越的倍率性能歸于碳間隙位置摻雜和大量相界面的存在?？傊?/p>