制备方法对尖晶石Li_4Ti_5O_(12)负极材料性质的影响

采用高温固相法、热聚合法和改良溶胶-凝胶法制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12。通过X射线衍射、扫描电镜、恒电流充放电及电化学阻抗表征了合成产物的结构、形貌及电化学性能。结果表明,溶胶-凝胶法合成的粉末为纯相Li4Ti5O12,而高温固相法和聚合法合成的Li4Ti5O12则存在TiO2杂相。高温固相法合成的Li4Ti5O12粉末晶粒最大,溶胶-凝胶法合成的粉末晶粒最小,分布最为均匀,晶粒尺寸约为80 nm。高温固相法、热聚合法和溶胶-凝胶法制备的Li4Ti5O12粉末首次放电容量分别为161.6、165.9 mA·h/g和171.5 mA·h/g,循环25次后的容量保持率分别为84.7%、87.7%和94.3%,溶胶-凝胶法合成的Li4Ti5O12粉末电化学性能最好。     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

Li4Ti5O12作为锂离子电池的负极材料, 在Li 嵌入和脱出的过程中,其晶型不发生改变,被称之为“零应变材料”。因而具有优良的循环性能和平稳的放电电压,能够避免电解液分解现象或保护膜的生成,安全性和可靠性得以大大改善。详细描述了Li4Ti5O12的结构和电化学性能,介绍了Li4Ti5O12的两种合成方法以及掺杂改性研究的现状。     

以竹叶为碳源制备Li4Ti5O12/C复合材料

以钛酸四丁酯、醋酸锂、柠檬酸和竹炭为原料,采用两步煅烧和溶胶-凝胶法制备了锂离子电池Li4Ti5O12/C负极材料.采用XRD、SEM表征了材料的微观结构和形貌.采用恒流充放电、交流阻抗法和循环伏安法测试了材料的电化学性能.结果显示,Li4Ti5O12/C具有良好的结晶度,颗粒表面光滑,分散均匀,粒径为200～300 ...     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12/C的制备与表征

针对Li₄Ti₅O₁₂导电性和倍率性能差的缺陷,以PEG为碳源采用溶胶-凝胶法制备出电池负极材料Li₄Ti₅O₁₂/C,考察不同分子量聚乙二醇PEG(400、600、1000)做碳源制备的Li₄Ti₅O₁₂/C复合材料电化学性能的优劣,采用热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、恒流充放电、倍率放电、交流阻抗(EIS)等方法对材料进行了结构表征和电化学性能测试。结果表明:以PEG1000为碳源时得到的Li₄Ti₅O₁₂/C,0.1C下首次放电比容量为143.5 mA·h·g^-1,2C的倍率下仍然保持了105 mA·h·g^-1的比容量,容量保持率达到73.17%,并且此材料有最小的电阻,在大电流条件下有良好的电化学性能。     

锂离子电池负极材料Li4Ti4.9Ni0.1O12的制备及其电化学性能研究

以 Li2CO3、TiO2、Ni(CH3COO)2.4H2O为原料，采用固相法制备尖晶石型Li4Ti4.9Ni0.1O12锂离子负极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试以及交流阻抗等技术对材料进行结构、形貌及电化学性能测试。研究结果表明，制备出的Li4Ti4.9Ni0.1O12材料无杂质相，颗粒大小均匀，在0.5C下首次放电比容量为173.3mAh g-1，库伦效率为97.4%，50次循环后，材料放电比容量为163.4mAh g-1，容量保持率为94.3%。     

Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料的制备及其性能*

采用溶胶-凝胶法合成Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、恒电流充放电、循环伏安和电化学阻抗研究复合材料的结构、形貌及电化学性能。结果表明：溶胶-凝胶法能合成纯相Li4Ti5O12/Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3复合负极材料,所合成材料颗粒均匀。与纯相Li4Ti5O12相比,引入Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3的Li4Ti5O12复合负极材料具有更低的锂离子嵌入/脱出阻抗,Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3质量分数为1%、2%、3%、4%、5%的Li4Ti5O12复合材料首次放电容量比纯相Li4Ti5O12分别提高了6.2%、11.8%、15.5%、8.0%和2.0%。Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3质量分数为3%的Li4Ti5O12复合负极材料20次循环后每次循环容量衰减率为0.022%,循环性能最好。     

锂离子电池负极材料Li4Ti4.9Ni0.1O12的制备及其电化学性能

以Li_2CO_3、TiO_2、Ni(CH_3COO)_2×4H_2O为原料,采用固相法制备尖晶石型Li_4Ti_(4.9)Ni_(0.1)O_(12)锂离子负极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、恒流充放电测试以及交流阻抗等技术对材料进行了结构、形貌表征及电化学性能测试。结果表明,制备的Li_4Ti_(4.9)Ni_(0.1)O_(12)材料无杂相,颗粒大小均匀,在0.5 C下首次放电比容量为173.3 mA×h/g,库伦效率为97.4%,50次循环后,材料的放电比容量为163.4 mA×h/g,容量保持率为94.3%。     

二次锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

Li4Ti5O12由于其长的循环寿命及高的安全性能,成为二次锂离子电池,特别是动力电池的优秀候选材料.本文综述了负极材料Li4Ti5O12的结构、合成方法、物理特性和电化学性能,着重介绍了各种元素的掺杂对Li4Ti5O12循环容量、充放电电压平台及高倍率性能的影响.     

Mg2+、Zr4+离子掺杂对Li4Ti5O12电化学性能的影响

以固相反应法合成了尖晶石型Li4Ti5O12电极材料,进行了金属离子掺杂以提高其导电性及综合性能,以适应用于大电流充放电的目的。采用XRD、室温恒流充放电循环、交流阻抗和循环伏安等测试手段,考察了A位掺杂Mg(Li4-xMgxTi5O12,x=0.15),B位掺杂Zr(Li4ZrxTi5-xO12,x=0.15)对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响。结果表明:掺杂少量的Mg2+、Zr4+未引起材料结构的变化,明显降低了Li4Ti5O12电荷转移阻抗,使导电性得到有效提高。0.1 C放电倍率下放电,未掺杂及掺杂Mg2+、Zr4+的Li4Ti5O12首次放电容量分别为159.8、144.9、161.2mAh/g,循环40次后,容量分别保持为113.8、130.6、133.6 mAh/g。与未掺杂的Li4Ti5O12相比,掺杂后的电极材料极化减小、循环容量及稳定性提高。     

无定形TiO2合成尖晶石Li4Ti5O12的性能

用无定形TiO2与Li2CO3高温固相反应合成了性能良好的"零应变"电极材料Li4Ti5O12. XRD, SEM和激光粒度分析表明,产物结晶度好,无杂质相,为纯立方尖晶石相,Li4Ti5O12颗粒呈砾石状形貌,有团聚现象,平均粒度约2.66 μm. Li4Ti5O12电极具有较宽的充放电平台,循环性能稳定. 以0.1 C电流比率恒电流充放电,首次放电容量和循环容量分别达180和150 mA·h/g. 交流阻抗谱研究发现,Li4Ti5O12不同嵌锂程度下的电导率对其电极的电化学阻抗具有较大影响,电极的Warburg阻抗曲线斜率与其荷电状态相关.     

共沉淀法制多孔类球型钛酸锂及电性能研究

用NH4HCO3为起泡剂共沉淀法成功的合成出一种多孔类球形钛酸锂,并对它的结构及电化学性能进行了研究。经测试表明合成出的Li4Ti5O12振实密度达到1.68 g/cm3,采用XRD粉末衍射测试表明产物为纯相尖晶石型Li4Ti5O12,扫描电镜表明产物为平均尺寸为2~5μmd的多孔的类球体结构。在1.0~3.0 V下充放电0.1 C、1 C、1.5 C、2 C、3 C倍率下首次放电容量分别为176.4、151.6、143.8、138.5 mAh/g。     

锂离子电池负极活性材料Li4Ti5O12的研究进展

描述了Li4Ti5O12的晶体结构、性能、合成方法以及掺杂改性的研究现状。Li4Ti5O12作为锂离子电池的负极材料，在Li嵌入和脱出的过程中，其晶型不发生改变，体积变化小于1％，被称之为“零应变材料”。目前主要合成方法为固相反应法和溶胶-凝胶法。     

尖晶石型Li4Ti5O12锂离子电池负极材料研究现状

尖晶石型Li4Ti5O12因其在循环过程中具有良好的稳定性和安全性以及优良的快速充电性能,成为锂离子二次电池负极材料研究的热点。较完备的介绍了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12的国内外研究制备方法,通过比较,详细描述了各方法存在问题及优缺点,给出了相应问题的解决方案,同时对尖晶石型Li4Ti5O12作为锂离子动力电池负极材料的发展趋势进行了展望,使用Li4Ti5O12负极材料的电池最有可能作为HEV动力电池率先得到应用。     

LiNO3-TiO2-尿素体系燃烧合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12及电化学性能

以纳米TiO2和LiNO3为原料,尿素为燃料,燃烧法合成了锂离子电池负极材料Li4Ti5O12. 利用XRD、SEM和恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗对其进行表征. 结果表明,预设炉温850℃,尿素与锂摩尔比1,焙烧8 h,制备得到平均粒径小于500 nm、粒度分布均匀的纯相尖晶石型结构Li4Ti5O12,并具有良好的电化学性能,具有1.5 V充放电平台,在0.1 C倍率下(1 C=170 mA·h/g),其首次充放电容量达到168 mA·h/g,经过100次循环后放电比容量仍有162 mA·h/g,容量保持率96.4%.     

Li4Ti5O12/Fe3O4复合材料的制备及其电化学性能

以醋酸锂和钛酸四正丁酯为原料,制备了纯相Li_4Ti_5O_(12),再用简单的水热法合成Li_4Ti_5O_(12)/Fe_3O_4复合材料作为锂离子电池的负极材料,通过XRD、SEM以及电池测试系统对纯相Li_4Ti_5O_(12)和Li_4Ti_5O_(12)/Fe_3O_4复合材料进行了结构、形貌及电化学性能测试。结果表明,制得的复合物具有较好的球形结构且粒径较小(200～300 nm),综合电化学性能较好。由于复合的Fe_3O_4有较高的理论容量,该Li_4Ti_5O_(12)/Fe_3O_4复合材料表现出比纯相Li_4Ti_5O_(12)大的容量,在1.0 C下循环100圈后,Li_4Ti_5O_(12)/Fe_3O_4的放电比容量仍能达到470.2 m A·h/g,同时也表现出比纯相Li_4Ti_5O_(12)更优的倍率性能。     

Chemically driven synthesis of Ti3+ self-doped Li4Ti5O12 spinel in molten salt

Surface doping of Li₄Ti₅O₁₂ (LTO) with Ti³⁺ ions is an effective way to enhance its electrochemical properties for lithium ion batteries (LIBs). Herein, a molten salt approach was reported to synthesize Ti³⁺ self-doped LTO powder. The reaction mechanism and the role of molten salt for the synthesis have been systemically discussed. Finally, electrochemical performance of the LTO powder was preliminarily evaluated as anode material of LIBs. The molten salt accelerated the mass transportation for the formation of LTO by transferring a solid diffusion to the diffusion of ions in a liquid media. Self-doping of Ti³⁺ ions on the surface of LTO particles was achieved by controlling equilibriums of chemical reactions in the reactor. Electrochemical performance of the LTO powders was effectively promoted by doping Ti³⁺ ions on the surface. The discharge capacity of the Ti³⁺ self-doped LTO powder prepared at 850°C was 171 mAhg⁻¹, and the capacity dacayed 9.9% after 200 cycles at a rate of 0.5 C.