尖晶石型Li4Ti5O12的制备与性能分析

采用高温固相法和溶胶凝胶法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12。用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗图谱、恒流充放电测试研究了材料的晶体结构和电化学性能。结果表明:所制备的材料Li4Ti5O12均具有良好的尖晶石型结构,其中草酸与钛酸四丁酯物质的量比为1.0时Li4Ti5O12电化学性能最佳,以0.5C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达到140.82mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在120.06mAh/g,保持率为85.26%。     

高温固相法合成的Li4-xAlxTi5O12的性能

采用高温固相法合成了锂离子电池负极材料Li4-xAlxTi5O12(x=0、0.05、0.10、0.15或0.20)。用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试,研究了产物的晶体结构和电化学性能。制备的Li4-xAlxTi5O12具有良好的尖晶石结构,其中Li3.90Al0.10Ti5O12的电化学性能较好,以0.5C循环的首次放电比容量为162.21mAh/g,第50次循环的放电比容量为151.91mAh/g,容量保持率为93.65%。     

锡掺杂对尖晶石型Li4Ti5O12性能的影响

采用传统高温固相法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12,研究了Sn元素掺杂对Li4Ti5O12的影响。采用XRD、SEM、循环伏安、电化学阻抗图谱、恒流充放电测试研究了材料的晶体结构和电化学性能。结果表明:所制备的材料均具有良好的尖晶石型结构,Sn元素的掺杂有效地改善Li4Ti5O12电子导电性和循环性能,其中以ST2(nSn:nTi=1:9)为最佳,以0.5 C的倍率循环充放电,首次放电比容量可达到138.69mAh/g,50次循环后放电比容量仍保持在124.30mAh/g,容量保持率为89.62%。     

FePO_4包覆的LiMn_(1.5)Ni_(0.5)O_4/Li_(3.9)Na_(0.1)Ti_5O_(12)全电池性能

分别采用溶胶凝胶法和高温固相法合成了Fe PO4包覆的Li Mn1.5Ni0.5O4正极材料和Li3.9Na0.1Ti5O12负极材料,并组装了Li Mn1.5Ni0.5O4/Li3.9Na0.1Ti5O12(LMNO/LNTO)全电池,采用充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)研究了Fe PO4包覆对Li Mn1.5Ni0.5O4/Li4Ti5O12全电池电化学性能的影响。结果表明,Fe PO4的包覆抑制了Li Mn1.5Ni0.5O4高温合成时Mn3+的产生,有利于锂离子的可逆脱嵌。Fe PO4包覆的Li Mn1.5Ni0.5O4/Li3.9Na0.1Ti5O12(FP-LMNO/LNTO)比LMNO/LTO全电池具有更高的放电容量、循环性能、库仑效率和能量密度。FP-LMNO/LNTO全电池更适合作为动力锂离子电池。     

高能球磨辅助固相法合成电池材料Li4Ti5O12

以钛酸正丁酯、碳酸锂为原料,采用高能球磨辅助固相法合成了锂离子电池负极材料尖晶石型Li4Ti5O12.探讨了不同煅烧温度对Li4Ti5O12形貌和结构的影响,并通过X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、恒电流充放电和循环伏安测试等手段对材料的表面形貌、结构和电化学性能进行表征.结果表明,煅烧温度对Li4Ti5O12的结晶度、微观形貌有显著的影响.经过工艺优化,包覆有TiO2·2 H2O的碳酸锂前驱体经800℃热处理7h后,产物Li4Ti5O12的颗粒尺寸细小且均匀,约在200～500 nm,同时表现出优异的电化学性能.在0.5 C和1C下放电,首次放电比容量分别达到180.3和160.1 mAh/g,经过100次充放电循环后,容量保持率分别为92.2％和98.1％.研究表明高能球磨工艺结合碳酸锂包覆技术可以有效阻止固相法合成粉体过程中的团聚,极大地改善了Li4Ti5O12的循环稳定性.     

负极材料为Li4Ti5O12的18650型锂离子电池的性能

研究了以Li4Ti5O12为负极材料的18650型锂离子电池的充放电性能.对2025型Li4Ti5O12-Li模拟电池的研究表明,Li4Ti5O12以0.1 C在1.00～2.00V循环,首次放电比容量和充放电效率分别为150 mAh/g和95%.18650型LiFePO4-Li4Ti5O12电池的0.2 C充电平台集...     

掺杂Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料

研究了掺杂元素M(锡、钨、镍)的锂铁复合氧化物的合成以及Li/掺杂Li4Ti5O12实验电池的充放电行为和循环性能.实验结果说明,掺杂的Li4Ti5O1 2实验电池其电压平台低于未掺杂的复合氧化物的实验电池,电池的首次不可逆容量也小于未掺杂的复合氧化物的Li/Li4Ti5O12电池.其中Sn掺杂的Li4Ti5O12电极材料循环性能稳定,充放电容量较大,是一种比较好的锂离子电池的负极材料.     

AC/Li4Ti5O12混合电容器的性能研究

采用固相法合成了Li4T15O12.用X射线衍射(XRD)表征了材料的粉末结构特征.将Li4Ti5O12用作超级电容器的负极.与活性炭(AC)正极组装成混合电容器,用循环伏安(CV)、电化学阻抗(EIS)和恒流充放电考察了其电化学性能,并在三电极体系下研究了Li4Ti5O12在混合电容器中的反应机理.结果表明,混合电容器中的赝电容来源于Li4Ti5O12的不完全反应.当以0.5 mA·cm-2的电流密度循环时.首次放电比容量为69.9 F·g-1,800次后比容量为61.2 F·g-1,并分析了容量衰减因素.     

锂离子电池用高倍率性能Li_4Ti_5O_(12)/MWNTs复合材料

通过溶胶凝胶法辅助的溶剂热法和热处理制备了Li4Ti5O12/MWNTs复合电极材料。进行了热重(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、布鲁瑙尔-埃利特-特勒法(BET)等表征分析和电化学性能测试研究。与纯相的Li4Ti5O12相比,Li4Ti5O12/MWNTs具有较高的比表面积,更有利于锂离子的扩散;且MWNTs提供的三维导电网络状结构提高了复合材料的导电性,Li4Ti5O12/MWNTs具有更好的倍率性能和循环性能。在10 C下放电,比容量为140 mAh/g;经过300次循环其放电比容量仍有124 mAh/g,容量保持率为89%。     

负极材料Li4Ti5O12在锂离子电池中应用的进展

介绍了Li4Ti5O12的结构和电化学性能,对该材料与LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4和Li2Co0.4FeMn3.2O8等正极材料的匹配情况进行了评述。Li4Ti5O12可与上述正极材料良好地匹配,组成不同电压的锂离子电池。以Li4Ti5O12作负极材料的锂离子电池比传统锂离子电池的快速充放电性能、循环性能更好,安全性能更高,但成本有待进一步降低。     

长寿命软包装钛酸锂/锰酸锂锂离子电池性能

以钛酸锂为负极、锰酸锂为正极制作了软包装锂离子电池,分析了钛酸锂/锰酸锂电池在充放电过程中产生的气体成分,研究了影响钛酸锂电池胀气的因素,如钛酸锂材料、电解质溶液酸度、电解质溶液添加剂等。进一步开发出性能优越的35 Ah软包装钛酸锂/锰酸锂电池,该电池常温1 C循环3 000次后容量保持87%,高温55℃、1 C、1 300次循环后仍能保持85%的初始容量,并具有良好的倍率性能和搁置性能。     

锂离子蓄电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

对Li4Ti5O12 的结构与电化学性能的关系、制备方法、掺杂改性研究现状等进行了介绍。锂离子蓄电池负极材料锂钛复合氧化物———Li4Ti5O12 相对于锂电极的电位为 1.5 5V ,理论容量为 175mAh/ g ,实验容量为 15 0～ 160mAh/ g。在Li 嵌入和脱出的过程中 ,其晶型不发生改变 ,有很小的收缩和膨胀 ,体积变化小于 1% ,被称为“零应变”材料。以该材料为负极的锂离子蓄电池具有很好的循环性能 ,同时相对于石墨等碳负极 ,安全性和可靠性也得以大大改善 ,具有应用在电动汽车、储能电池等方面的优良前景 ,在全固态锂离子蓄电池的研究中也大多采用该活性材料作为负极     

以Li_4Ti_5O_(12)作负极的聚合物锂离子电池的性能

应用纳米级钛酸锂粉末作为负极活性材料制作聚合物锂离子电池,并对电池进行测试.分析和评价了其电压特性、倍率充电特性、倍率放电特性、低温放电特性、循环寿命以及安全性能,同时与石墨负极的聚合物锂离子电池进行了比较.研究表明,钛酸锂负极的聚合物锂离子电池在安全性能、倍率充放电性能、低温特性等方面超过石墨负极的聚合物锂离子电池,能够适合于在混合动力汽车和电动汽车上的应用.但电池的能量密度需要进一步提高,同时制作的成本需要进一步降低.     

不同维度炭材料对Li_4Ti_5O_(12)/C阳极电化学性能的影响

选取三种不同维度的炭材料[乙炔黑(AB)、纳米碳纤维(CNF)、膨胀石墨微粉(EG)]作为Li4Ti5O1(2简称LTO)的导电添加剂,研究了LTO/C复合电极的电化学性能。倍率放电以及电化学阻抗谱,结果表明在AB导电剂中添加CNF,形成了一个有利于电子输运的三维导电网络,LTO/(AB+CNF)电极表现出良好的大电流放电性能;二维结构EG的加入不利于锂离子的快速输运,降低了LTO的大电流放电性能。进一步研究发现,在LTO烧结前加入CNF能够形成外形规则、粒径小、分布均匀的LTO晶粒,进一步提高了材料的电化学性能。     

电极材料Li4Ti5O12的研究进展

分析了尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12)的晶体结构;介绍了提高Li4Ti5O12的电子电导率及改善其工作电压所进行的研究,如Li4Ti5O12掺杂后的特性、电化学应用及材料的制备;总结了Li4Ti5O12在锂离子电池和不对称超级电容器中的应用情况.     

采用Li4Ti5O12为负极的软包锂离子电池研究

以扣式电池评估了碳包覆钛酸锂的比容量。采用磷酸铁锂为正极,碳包覆钛酸锂（LI4Ti5O12）粉末作为负极活性材料制作锂离子软包电池,并对电池进行测试。该电池2C放电容量能够达到0．5C放电容量的81．6％。1C2000次循环后,容量保持率在90％以上,展现了优异的循环性能。电池以3C倍率过充到15V,没有漏液、爆炸和起火,经过针刺测试后,没有爆炸和起火,电池表面最高温度不超过90℃。     

LiFePO4/Li4Ti5O12锂离子电池的制备及研究

使用磷酸铁锂(LiFePO4)和钛酸锂(Li4Ti5O12)做正、负极活性材料,制备锂离子电池,并测试其性能。用三电极法考察不同配比时正负电极充放电电位的变化,并据此确定了电池中正负极的容量配比。性能测试结果表明,所制备的锂离子电池具有优异的循环稳定性,容量发挥好。正负极容量配比1.4时,18650圆柱电池负极钛酸锂的容量发挥为160mAh/g。     

溶胶-凝胶法制备Li_4Ti_5O_(12)/C复合负极材料及性能研究

以醋酸锂、钛酸丁酯为原料,草酸为络合剂和碳源,采用溶胶-凝胶法氮气气氛中合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12/C,研究了锂源过量与否对材料结构和电化学性能的影响。采用XRD、SEM对材料的晶体结构和微观形貌进行表征,采用恒流充放电循环测试对材料的电化学性能进行表征。结果表明:当锂源过量5%时,合成的Li4Ti5O12/C材料为单一的尖晶石结构,且样品粒径较小(约100~150 nm),有利于锂离子的嵌入与脱出。其在0.2、1.0、2.0 C和5.0 C时的首次放电比容量分别为182.5、162.7、155.7 mAh/g和155.3 mAh/g,且5.0 C倍率下循环50次后仍达153.9mAh/g,表现出较好的高倍率放电性能和循环稳定性。