锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究概况(Ⅲ)

3 Li4Ti5O12改性 3.1 掺杂其它元素对Li4Ti5O12性能的改进 Li4Ti5O12本身是电子绝缘材料,大电流充放电时容量衰减很快,直接影响其高倍率性能.通过异价离子的掺杂,使Ti产生混合电价,提高材料的电子导电能力.为此,应引人自由电子或电子空穴.当掺杂的阳离子价态≥+2,并且是Li+位置掺杂时,就产生自由电子;当引人的阴离子价态<-2,可产生电子空穴.这是两条提高Li4Ti5O12的电子导能力途径.掺杂改性依据是,在Li-Ti-O相图中,改变沿着化学计量比的Li4Ti5O12-LiTi2O4尖晶石连接线上Li:Ti比例,合成出具有Ti4+/3+混合价态的Li-Ti-O氧化物,提高其导电性.     

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.     

提高负极材料Li4Ti5O12倍率性能的进展

综述了近年来提高锂离子电池负极材料Li4Ti5O12倍率性能的进展。通过形貌控制和掺杂改性,可提高Li4Ti5O12的倍率性能。单晶、纳米粒径、球形及多孔结构,均可提高离子电导率;掺杂改性可提高电子电导率。     

高能球磨对Li4Ti5O12/AB/MWCNT电化学性能的影响

采用固相法制备钛酸锂(Li4Ti5O12)/乙炔黑(AB)/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料,并通过高能球磨对复合材料进行改性.随着球磨转速的增加,复合材料所产生的剪切力和垂直力不断增强,使AB、MWCNT与Li4 Ti5 O12的接触更充分,为Li+和电子传输提供更多的位点,提高了Li4 Ti5 O12粒子界面电子传输能力;200～400 nm粒度的粉体粒子在Li4 Ti5 O12中的含量由球磨前的32％增加到500 r/min球磨后的82％.以500 r/min球磨的复合材料,以10.0 C在1.0～2.5 V充放电,比容量从球磨前的112 mAh/g提升到130 mAh/g,经过500次循环,容量只损失0.9％.     

电极材料Li_4Ti_5O_(12)的研究进展

分析了钛酸锂(Li4Ti5O12)的晶体结构、嵌锂特性与电化学特性;介绍了目前制备Li4Ti5O12的几种方法,主要是固相法和溶胶-凝胶法;其改性方面的研究不但包括掺杂、包覆,还包括结构的改变.Li4Ti5O12作为零应变材料,具有优良的电化学性能,可用于提高其它电池材料的性能.最后提出了Li4Ti5O12今后的研究方向.     

提高Li4Ti5O12高倍率性能和振实密度的研究进展

作为一种新型锂离子电池负极材料,尖晶石型钛酸锂(Li4Ti5O12)具有使用寿命长、安全性高和热稳定性好等特点。但是高倍率性能差及振实密度低是阻碍其商品化的主要障碍。综述了提高其高倍率性能和振实密度的研究进展。纳米粒径、多孔结构Li4Ti5O12的制备及导电性能的提高有利于其高倍率性能的改善,而通过球型Li4Ti5O12的制备可以提高其振实密度。     

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%。     

Mo掺杂对Li_4Ti_5O_(12)负极材料电化学性能的影响

尖晶石型Li4Ti5O12是一种"零应变"负极材料,它被认为是最具前景的动力锂离子电池负极材料之一。然而Li4Ti5O12较低的电导率限制了它的实际应用。通过对其进行不同价态元素的掺杂改性,以提高Li4Ti5O12材料的高倍率性能和循环性能,并研究了低电位下的电化学行为。研究了高温固相法合成了的Mo6+掺杂Li4Ti5O12的材料,结果表明:Mo6+的掺杂有效地提高了材料的放电比容量,0.1 C时,Li4Ti4.8Mo0.2O12的首次放电比容量高达356.6 mAh/g;Li4Ti4.9Mo0.1O12和Li4Ti4.85Mo0.15O12在6 C下循环100次后的可逆比容量分别为210.8、199.4 mAh/g,在高倍率循环过程中表现出了比Li4Ti5O12高的比容量。但随着掺杂量的增加,循环性能却逐渐降低。     

Mg~(2+)掺杂及碳包覆共改性Li_4Ti_5O_(12)材料的制备及表征

以固相烧结的方法合成锂离子电池负极材料Li4Ti5O12,同时进行了Mg2+离子掺杂和碳包覆共改性以提高Li4Ti5O12的导电性及综合性能,从而实现其大倍率充放电条件下保持高的比容量。采用XRD、SEM和循环伏安等测试手段,考察了金属离子掺杂及复合碳源包覆共改性对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响。结果表明:掺杂3%的Mg2+同时加入质量分数为0.5%的无机碳源和10%的有机碳源对材料本身的结构没有影响,明显降低了Li4Ti5O12的电荷转移阻抗,使材料的电导率有了很大的提高。0.2 C倍率条件下首次放电比容量为173 m Ah/g,10 C倍率条件下放电比容量为104m Ah/g。与纯相的Li4Ti5O12相比,改性后的材料倍率性能及其他综合性能都有很大的提高。     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O（12）的研究评述

与碳负极材料相比,Li4Ti5O12具有较好的电化学稳定性和安全性,成为动力锂离子电池的热门负极材料。综述了近年来Li4Ti5O12负极材料的合成、掺杂改性、应用及其第一性原理计算的研究现状,重点对Li4Ti5O12负极材料的结构及其电化学性能进行了总结和探讨,并对Li4Ti5O12负极材料的发展前景进行了展望。     

溶胶凝胶法制备Li_4Ti_5O_(12)/C负极材料及电化学性能

采用溶胶凝胶法,以有机物钛酸四丁酯和醋酸锂为原料,草酸为螯合剂,PEG为碳源制备出Li_4Ti_5O_(12)/C复合材料前驱体,在N_2气氛中850℃高温煅烧制备出Li_4Ti_5O_(12)/C复合材料。通过XRD、SEM分析表明,850℃下煅烧10 h合成结晶性良好的亚微米级纯相尖晶石钛酸锂。电化学性能测试结果表明,Li_4Ti_5O_(12)/C在0.2C,1C,2C倍率下的首次放电比容量分别为173.3、168.7、166.3 mAh/g。与Li_4Ti_5O_(12)相比,显示出良好的倍率性。     

锂二次电池正极材料Li4Ti5O12的研究

用不同的TiO2原料,在相同的实验条件下固相合成了锂二次电池正极材料Li4Ti5O12.电化学测试结果表明,由介孔TiO2原料合成的Li4Ti5O12正极材料表现出更好的电化学性能.在0.2 C倍率放电时,介孔TiO2原料合成的Li4Ti5O12可获得较高的比容量,达162.1 mAh/g,而且通过65个循环后,在2C...     

负极材料Li4Ti5O12的改性及其电化学性能的研究

以CH3COOLi·2 H2O和Ti(OC4H9)4为原料,C6H15NO3为络合剂,CH3CH2OH为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备Li4Ti5O12材料,并且复合掺杂Mg、Mn、Ni、Co四种金属。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜、电化学阻抗(EIS)分析研究了材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明:掺杂Mn、Mg两种金属的Li4-x MgxTi5-yMnyO12材料,其中x=0.02,y=0.02时所制备的Li3.98Mg0.02Ti4.98Mn0.02O12样品,具有良好的电化学性能。在1～2.5V进行充放电,0.1C时,首次放电容量达到154.7 mAh/g。在0.2C、0.5C、1.0C下循环20次后,稳定在107.2、99.3、73.9 mAh/g。再次进行0.1C充放电时,放电比容量为110.8 mAh/g,容量保持率为75%。掺杂金属改善了Li4Ti5O12材料的导电性,提高了该材料的倍率性能以及循环性能。     

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.     

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。     

高温固相法制备Li4Ti5O12负极材料及电化学性能研究

固相法制备Li4Ti5O12中,受扩散控制,煅烧温度和煅烧时间对产物性能有显著影响。着重探讨两者对Li4Ti5O12材料电化学性能的影响,找出最佳的反应条件。利用XRD、SEM、恒流充放电、电化学阻抗(EIS)、循环伏安(CV)等分析方法研究了材料的结构、形貌和电化学性能。结果表明,最佳反应条件为:煅烧温度850℃,煅烧时间16h时,可以制备出性能良好的纯相Li4Ti5O12材料。在1-2.5V进行充放电,在0.1C下,首次放电比容量达到180mAh/g,接近理论比容量,在0.2、0.5、1.0C下循环20次后,比容量几乎没有衰减,稳定在155、140、110mAh/g,表现出良好的循环性能。