水热法制备锂离子二次电池用球形Li4Ti5O12负极材料及其电化学性能

以LiOH溶液和不同粒径的自制球形TiO₂为反应物, 通过水热法快速地合成了尖晶石型结构的球形Li₄Ti₅O₁₂, 并考察了材料合成的水热反应机理和电化学性能。TiO₂在100℃、5 mol/L LiOH溶液中经水热反应20 h得到前驱体, 再经800℃热处理2 h便可得到粒径大小不同(0.5~1.5 µm)且分布均匀的球形尖晶石Li₄Ti₅O₁₂材料。LiOH在水热反应条件下扩散到球形TiO₂内部, 得到在分子水平混合均匀的Li-Ti-O中间体, 利于高温下生成纯相的尖晶石Li₄Ti₅O₁₂。所得粒径大小不同的Li₄Ti₅O₁₂材料均表现出稳定的电化学循环充放电性能, 其中, 粒径为0.5 µm 的Li₄Ti₅O₁₂材料的电化学性能最好: 室温下, 以0.2 C的倍率进行充放电, 其可逆容量达到158 mAh/g, 70周后容量保持率高于99%; 同时还表现出优异的高温循环稳定性, 55℃下以0.2 C的倍率进行充放电, 50次循环后其可逆放电比容量仍能达到125 mAh/g。     

Li4Ti5O12合成及电化学性质研究

报道一种合成Li4Ti5O12的新颖方法。XRD结果表明该方法合成的Li4Ti5O12化合物为尖晶石结构。用扫描透射显微镜对该化合物的粒径和形貌进行了分析．并对Li4Ti5O12的电化学性能进行测试。结果表明，通过该法合成的尖晶石材料在3．2-0．8V电压范围，采用一定电流密度下进行充放电，具有较高的放电容量（235mAh／g）和较好的循环性能。该法合成的具有良好电化学性能的Li4Ti5O12,使得其成为很有潜力的锂离子电池负极材料。     

纳米Li4Ti5O12/C复合材料的制备与性能

基于煅烧温度对Li4 Ti5O12粒径与反应性的影响,采用两步固相反应制备了纳米Li4 Ti5 O12/C复合材料,并采用XRD、SEM、TG/DTA、电化学阻抗谱(EIS)及充放电测试进行了表征.结果显示,无定形TiO2和Li2 CO3原料于600℃反应生成Li2TiO3和金红石TiO2复合物,晶粒基本无生长;高于700℃煅烧,复合物转化为Li4 Ti5 O12,但晶粒生长增速.在原料中掺入蔗糖于800℃一步固相反应制备Li4 Ti5O12/C复合材料,可显著抑制晶粒生长,但产物中含有金红石TiO2杂相,电化学性能不佳.采用两步固相反应,原料于600℃预热处理得到Li2TiO3/TiO2复合物,然后掺入蔗糖于800℃高温煅烧,可制得粒径约100～200nm的纯相Li4 Ti5O12/C复合材料,0.2C放电容量达167.3mAh/g,1C放电容量达163.1mAh/g,1C循环30周后容量保持率达96％.     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12合成与改性的研究进展

钛酸锂(Li4Ti5O12)是一种“零应变”材料,在充放电过程中不会形成锂枝晶,消除了过充电对电池的安全隐患。本文系统的介绍了钛酸锂的制备方法和结构改性。在钛酸锂的合成方面固相法相对较为简单,生产效率高,较为适合工业中大批量生产,溶胶凝胶法则较为复杂,但得到的钛酸锂材料相对来说纯度、结晶度也比较高。在钛酸锂材料改性方面,纳米化、球化、多孔化都是以增大材料表面积提高材料的比容量;金属及离子掺杂改性主要是为了提高材料的导电性,其中不同的金属离子对材料的比容量有不同的影响。材料的表面复合改性是一种综合改性手段,是在提高材料比容量的同时提高材料导电性的一种改性手段。     

锂离子电池负极材料Ge4+掺杂Li4Ti5O12的制备及其电化学性能研究

以Ti(OC₄H₉)₄、CH₃COOLi·2H₂O和GeO₂为原料, 采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型Li₄Ti_5-xGe_xO₁₂(x=0、0.05、0.1、0.15)电极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、充放电测试、循环伏安(CV)以及交流阻抗对材料进行结构、形貌及电化学性能表征。研究结果表明, 适量Ge⁴⁺掺杂不会改变Li₄Ti₅O₁₂的尖晶石结构, 但对其颗粒尺寸和形貌均产生影响。由于掺Ge⁴⁺后样品的颗粒尺寸减小, 使得Ge⁴⁺掺杂Li₄Ti₅O₁₂倍率性得到不同程度的提高。其中Li₄Ti_4.9Ge_0.1O₁₂显示出较好的倍率性和循环稳定性, 0.2C下的首次放电容量为172.43 mAh/g, 5C下循环100次后比容量为140.62 mAh/g, 容量保持率为97.3%。     

软化学法合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料,在Li嵌入和脱出的过程中,其晶型不发生改变,被公认为"零应变"材料,具有优良的循环性能和使用寿命.详细地评迷了蒸发溶剂法、Sol-gel法及水热法等软化学法合成Li4Ti5O12的制备工艺及研究现状,并比较了它们的优缺点,探讨了Li4Ti5O12的未来发展方向.     

锂离子电池负极材料球形Li4Ti5O12的合成及性能研究

研究了一种制备锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的新工艺．以TiCl4为原料,水解制备出Ti4 溶液,通过“外凝胶”法制备出球形前驱体,与Li2CO3按计量比混合均匀,再通过一定的热处理后制备了锂离子电池负极材料球形Li4Ti5O12．采用XRD、SEM及电化学性能测试等分析手段考察了不同热处理温度对产品性能的影响．结果发现,经过800℃热处理16h后得到的产品颗粒呈球形、流动性好、粒径分布均匀、结晶度好;产品具有较高的振实密度,达到1．8g／cm3;并且还表现出较好的电化学性能,在1-3V之间充放电,其首次放电比容量高达160．7mAh·g-1,经过20次充放电循环后,其放电比容量仍有150．2mAh·g-1．研究表明该方法是一种适合制备高密度高活性Li4Ti5O12材料的工艺方法．     

Li4Ti5O12-聚苯胺复合材料的制备与电化学性能

以醋酸锂和钛酸四丁酯为原料，以乙醇为溶剂，采用溶胶．凝胶法制备Li4Ti5O12；以苯胺、过硫酸铵为原料，以盐酸为溶剂，采用原位聚合法合成Li4Ti5O12-聚苯胺复合材料。采用x射线衍射、红外光谱和电化学测试等对复合材料进行了表征。结果表明，聚苯胺的加入明显提高了Li4Ti5O12的电子导电性能，Li4rri5O12-PAn复合材料具有比Li4Ti5O12更好的高倍率性能和循环稳定性。0.1C和2.0C放电时Li4Ti5O12-PAn的放电容量达到了191．3和148．9mAh．g^-1，经80次循环后二者平均每次循环容量衰减率分别为0．13％和0．61％。     

表面多孔球形LiFePO4/C的制备及其电化学性能

采用一步溶剂热法合成球形LiFePO4,并进一步在饱和葡萄糖溶液中浸泡包碳形成表面多孔球形LiFePO4/C.利用XRD、SEM、HRTEM、FTIR和BET对样品的纯度、成分、晶型、形貌和孔结构进行了表征.实验结果表明:表面多孔结构使表面多孔球形LiFePO4/C拥有更大的比表面积以及更多的活性位点,并极大缩短了锂离子在充放电过程中的迁移距离,降低锂离子在材料中扩散及脱嵌阻力;在保持较高振实密度(1.36 g·cm-3)的前提下进一步提高材料的利用率以及较大倍率下的充放电性能,使表面多孔球形LiFePO4/C拥有优良的电化学性能.     

锂离子电池正极材料LiFePO4的制备研究

作为新一代锂离子电池正极材料的磷酸铁锂(LiFePO4)具有众多优点,因而被认为是一种很有开发前途的正极材料,目前已报道的LiFePO4制备方法多种多样.综述了LiFePO4材料在制备方面的研究进展,比较了不同合成方法对材料性能的影响.     

水合氧化钛制备Li4Ti5O12及在电化学混合电容器中的应用

以水合氧化钛溶胶为起始反应物,在其中加入活性炭、柠檬酸和锂盐,干燥后在800℃热处理12h,制得具有尖晶石结构的新型准纳米晶Li₄Ti₅O₁₂. 电化学测试表明,该材料的首次嵌脱锂效率可达99.3%,85mA/g电流条件下的可逆嵌锂容量为152.3mAh/g,嵌脱锂平台稳定. 将其制成嵌锂电极后与活性炭电极构成Li₄Ti₅O₁₂/AC电化学混合电容器. 充放电测试表明,在该混合电容器中,Li₄Ti₅O₁₂电极在85mA/g电流条件的比电容量为96.4mAh/g,电容器充放电效率达96.5%.     

复合熔盐法合成Li4Ti5O12及其电化学性能研究

采用LiOH-LiNO3复合熔盐合成锂离子电池负极材料尖晶石结构Li4Ti5O12,应用XRD、SEM、CV以及恒流充放电测试等手段对所合成材料进行了结构表征和性能测试.结果表明,当反应物中n(Li):n(Ti)=4时合成的样品为纯的尖晶石相Li4Ti5O12,合成所需时间短、熔盐比例低.以电流密度15mA/g进行恒流充放电测试,其首次放电比容量为164.4mAh/g,电压平台宽,平台电压为1.55V.循环15周后放电比容量为156.7mAh/g,容量保持率为95.3%,循环性能优良.     

Zn~(2+)掺杂对Li_4Ti_5O_(12)的电化学性能和振实密度的影响

采用固相法合成了掺杂Zn2+的锂离子电池负极材料Li4-2xZn3xTi5-xO12(0≤3x≤0.2)。对材料进行了SEM、XRD、激光粒度分析、振实密度、循环伏安测试及恒电流充放电测试。Zn2+的掺杂未改变材料的晶体结构,但使材料的振实密度有了明显提高,达到了1.56g/cm3。实验结果表明,Zn2+的掺杂改善了Li4Ti5O12的电化学性能,降低了电极的极化,提高了Li4Ti5O12的循环稳定性;当各元素摩尔比为n(Li)∶n(Zn)∶n(Ti)=3.933∶0.100∶4.967时,材料的电化学性能较优,1C首次放电比容量可达到151mAh/g,经过60次循环后,放电容量保持在138mAh/g。     

非对称电化学电容器负极材料Li4Ti5O12的研究进展

Li4Ti5O12是一种尖晶石结构的可嵌锂材料,具有比能量高、循环性能稳定等特点,是电化学储能器件理想的电极材料.综述了Li4Ti5O12用作非对称电化学电容器电极材料的结构特点、储能原理、合成方法、电化学性能以及改性研究.针对Li4Ti5O12作为非对称电化学电容器负极材料大电流充放电时性能不佳的问题,提出了改进Li4Ti5O12电极材料电化学性能的研究思路.     

水热法制备花状纳米片簇Li4Ti5O12及其储锂性能

以氢氧化锂和钛酸四丁酯为原料,采用水热法制备出花状纳米片簇Li4Ti5O12粉体,研究了不同原料配比对产物晶体结构的影响。采用XRD、SEM对Li4Ti5O12的晶体结构和形貌进行了分析,结果表明所得产物是由Li4Ti5O12纳米片层组成的花状微球,所得晶体为尖晶石型结构。恒电流充放电实验表明,Li4Ti5O12在充放电倍率为0.1、1和2C下首次放电比容量分别为160、141和128mAh/g。     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的合成及电化学性能

采用高温固相反应法制备尖晶石相Li4Ti5O12负极材料.初步研究了反应温度和反应时间对Li4Ti5O12电化学性能的影响.XRD衍射未观测到TiO2残余存在;电化学测试显示,1.2～2.5V恒流充放电,其可逆容量达158.3mAh/g,首次库仑效率为95.2%;循环20周其容量衰减率仅为3.1%.     

电极活性材料Li4Ti5O12的制备及其主要影响因素

在正交试验的基础上考察了烧结温度及时间、锂源对固相合成Li4Ti5O12性能的影响.结果表明,烧结温度为最显著影响因素;恰当的温度与时间组合可以制备粒径小、结晶度好的产物,具有良好的电化学性能;硝酸锂为锂源制备的Li4Ti5O12具有较好的高倍率充放电能力.以LiNO3为锂源,空气气氛下800℃烧结12h,所得Li4Ti5O12在大电流密度下充放电性能良好,1C、2C、5C时的放电容量分别达到了151、140、115mAh·g^-1,且具有良好的可逆性.