鋰離子電池負(fù)極材料介孔球形鈦酸鋰的合成及電化學(xué)性能的研究.pdf

1、本文以研究比容量高、比表面積大、循環(huán)性能好、制備工藝簡單且成本低廉的鋰離子電池負(fù)極材料鈦酸鋰，分析該材料的物化性能和電化學(xué)性能為目的，先采用內(nèi)凝膠法合成目標(biāo)產(chǎn)物球形二氧化鈦，并考察合成過程中影響球形二氧化鈦形成的各種因素，然后使用高溫固相法制備球形鈦酸鋰。
　　 首先以TiC14為原料，六亞甲基四胺為固化劑，尿素為共沉淀劑，然后以液體石蠟為分散劑，制備出具有球形形貌的前驅(qū)體二氧化鈦，利用SEM掃描電鏡可以看出內(nèi)凝膠法制備出的材料

2、的顆粒尺寸在1～6 μm之間，顆粒平均粒徑為3 μm左右，球體表面比較光滑，流動性很好，進(jìn)行熱處理后也沒有發(fā)生形變。使用上述制備的球形二氧化鈦為原料與碳酸鋰混合，制備了具有尖晶石結(jié)構(gòu)的球形鈦酸鋰（Li4Ti5O12）粉末。
　　 以此工藝為基礎(chǔ)，在合成球形二氧化鈦的過程中加入三嵌段共聚物F127，制備出了電化學(xué)性能更好的介孔球形鈦酸鋰。這種樣品的比表面積為169.678 m2/g、平均孔徑為10.300 nm、孔容為0.437

3、cm3/g。XRD、SEM及電化學(xué)性能測試等分析手段表明，合成的Li4Ti5O12材料均為納米一次粒子（晶粒）組成的球形二次粒子（顆粒），并具有較大的比表面積。將這種表面有介孔孔道結(jié)構(gòu)的球形鈦酸鋰為正極材料、鋰（Li）片為負(fù)極材料組成的鋰離子電池具有平穩(wěn)的充放電電壓平臺和優(yōu)異的循環(huán)性能。在1.0～2.5 V之間充放電，其首次放電容量為173.8 mAh/g，經(jīng)過30次循環(huán)后，其放電比容量仍有170.2 mAh/g。說明了此方法大大的改進(jìn)