NASICON型磷酸鈦鹽的制備及儲鋰-鈉性能研究.pdf

1、鈉超離子導(dǎo)體(NASICON)結(jié)構(gòu)型化合物具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、循環(huán)性能優(yōu)異、靈活可變的充放電電壓平臺等優(yōu)點被認為是一類具有潛力的鋰/鈉離子電極材料。但聚陰離子結(jié)構(gòu)本身具有較差的電導(dǎo)率，電化學(xué)活性差，影響了鋰/鈉離子在三維晶體框架結(jié)構(gòu)中的快速嵌入與脫出，從而限制其大規(guī)模的應(yīng)用。本文以改善LiTi2(PO4)3和NaTi2(PO4)3的電導(dǎo)率為目的，通過溶劑熱法制備了多孔片狀聚陰離子鈦基復(fù)合材料，結(jié)合材料的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計和碳包覆的方式來改善復(fù)合材料

2、電導(dǎo)率，提高材料充放電過程中的電化學(xué)動力，最終實現(xiàn)復(fù)合材料較好的電化學(xué)性能。
　　以乙二胺為螯合劑與碳源，通過溶劑熱法一步合成了碳包覆的多孔片狀LiTi2(PO4)3。研究結(jié)果表明，無定型碳均勻地包覆在多孔LiTi2(PO4)3粒子邊緣形成了一層均勻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而有效地提升了材料的電子電導(dǎo)率。多孔結(jié)構(gòu)更是有利于電解液的滲透，便于離子在電極材料中的轉(zhuǎn)移。電化學(xué)測試表明，多孔片狀結(jié)構(gòu)的LiTi2(PO4)3/C（LTP/C）復(fù)合材料

3、具有良好的電化學(xué)儲鋰性能。在1.5～3.5V電壓范圍內(nèi)，0.2C倍率下，以金屬鋰片作對電極組裝成半電池測試，結(jié)果表明，LTP/C的首次放電比容量為121mAh g-1，循環(huán)100次后容量保持率為94.2％。而純的LiTi2(PO4)3（LTP）材料的首次放電比容量為106mAh g-1，循環(huán)100次后僅為65mAh g-1。
　　以飽和的LiNO3溶液作電解液，合成的LTP/C作負極，商品化的LiMn2O4作正極組裝成LTP/C/

4、/LiMn2O4水性全電池。在0～1.8V電壓范圍內(nèi)，LTP/C//LiMn2O4能夠提供1.5V大小的輸出電壓。體系中LTP/C和LiMn2O4都能夠穩(wěn)定的進行氧化還原過程，而不引起體系中水溶液的電解。在不同的電流密度20，50，100，200和1000mA g-1下，LTP/C//LiMn2O4的放電比容量分別為76，67，64，56和34mAh g-1，該水系全電池能夠獲得較好的比功率。
　　分別采用尿素、三乙胺、氨水為誘導(dǎo)

5、劑，通過簡單的溶劑熱法成功合成了三種不同片狀結(jié)構(gòu)的NaTi2(PO4)3，其中誘導(dǎo)劑的加入對形貌結(jié)構(gòu)合成具有重要的影響。將溶劑熱產(chǎn)物高溫?zé)Y(jié)后再與葡萄糖混合，高溫煅燒，獲得了三種不同形貌特征的NaTi2(PO4)3/C（NTP/C）復(fù)合多孔片狀材料。經(jīng)氮氣吸脫附測試顯示，采用氨水做誘導(dǎo)劑合成的NTP/C化合物具有最高的比表面積(79.8m2g-1)，明顯地高于采用尿素和三乙胺合成的NTP/C片狀材料。對比測試三種NaTi2(PO4)3/