锂离子动力电池负极材料Li4Ti5O12的研究进展

"零应变"材料Li4Ti5O12具有突出结构稳定性和电化学性能,是锂离子动力电池负极材料的理想材料.结合动力电池的关键性能.如安全性能、循环性能、倍率性能以及低温性能,详细介绍了Li4Ti5O12作为锂离子动力电池负极材料在这几个方面的研究现状,并结合自制LiCoO2/Li4Ti5O12系列电池就上述关键性能进行了研究...     

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     

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。     

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℃。     

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。     

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...     

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。     

钒掺杂对Li4Ti5O12性能的影响

采用固相反应法合成了锂离子电池负极材料Li4-xVxTi5O12(x=0,0.1,0.2),研究了钒掺杂对其晶格结构、相组成和颗粒形貌以及电化学性能的影响。结果表明:钒的掺杂增大了Li4-xVxTi5O12的晶胞参数,降低了晶格的规整度,增大了合成Li4-xVxTi5O12的颗粒度;同时随着钒掺杂量的增加,Li4-xVxTi5O12在高倍率下的循环稳定性增加,电极极化程度变小。Li4Ti5O12在3.0C下的比容量衰减迅速,但Li4-xVxTi5O12(x=0.1,0.2)在3.0C下仍保持很好的循环稳定性。钒的掺杂降低了Li4Ti5O12的比容量,这与钒在晶格中的存在形式以及掺杂试样较大的颗粒度有直接关系。     

纳米Li4Ti5O12的合成及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法合成了Li4Ti5O12纳米材料,研究了不同Li/Ti摩尔比、煅烧温度以及保温时间对材料结构及性能的影响.采用XRD、SEM以及恒流充放电测试对材料的结晶度、表面形貌以及电化学性能进行了表征.研究表明,锂钛摩尔比为1 800℃下保温10h后制备的产物具有单一的尖晶石结构,颗粒大小均一且电化学性能优良.在...     

铬元素掺杂对Li4Ti5O（12）电化学性能的影响

介绍了采用高温固相法合成掺铬Li4Ti5O12作为锂离子电池负极材料,并对材料进行了X射线衍射分析、SEM、电化学阻抗测试、循环伏安测试及恒电流充放电测试。铬的掺杂并未改变材料的晶体结构,但降低了材料的规整度。实验结果表明：铬的掺杂在一定程度上改善了锂钛氧化合物的电化学性能,降低了电极极化,在电极表面未形成钝化膜。其中以掺杂比为Cr∶Ti=1∶10（原子比）的材料性能最好,首次放电比容量可达到175mAh/g,经过50次循环后,放电容量仍保持在166.5mAh/g。     

26650型Li4Ti5O12锂离子电池的研制

采用LiMn2O4为正极材料,Li4Ti5O12为负极材料制成了26650/2500mAh的锂离子电池,该电池10C放电容量能够达到1.0C放电容量的97.30%,电池在-20℃的条件下以0.5C放电,能够放出25℃条件下容量的98.72%,在55℃的条件下以0.5C放电,能够放出25℃条件下容量的97.83%,1.0C循环测试200次后,容量剩余率为96.10%;电池以3.0C倍率过充到20.0V,没有爆炸和起火,经过针刺短路之后,没有爆炸和起火,电池表面最高温度不超过90℃。     

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.     

Li4Ti5O12负极材料合成研究进展

综述了近年来锂离子电池用Li4Ti5O12负极材料的合成方法的研究现状,重点对高温固相法和溶胶-凝胶法进行了总结和探讨,并对Li4Ti5O12负极材料的发展前景进行了展望.     

C改性Li4Ti5O12的性能研究

采用固相法制备了C改性的Li4Ti5O12.用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了材料的结构和形貌特征.用循环伏安、电化学阻抗和恒流充放电研究了材料的电化学性能.结果显示,C的加入抑制了颗粒的增大,材料晶胞产生了收缩,首次放电比容量为107.93 mAh·g-1,循环100次后容量衰减仅为3.01%.电化学阻抗表明,C的加入减小了Warburg扩散阻抗.     

碳氮包覆共Li4Ti5O12的电化学性能

采用以商品化的钛酸键为原料加入固态碳氮源进行碳氮包覆.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安(CV)和恒电流充放电测试分析研究了材料的结构、形貌和电化学性能.结果表明:经过物相分析,碳氮包覆没有改变纯相Li4Ti5O12的晶体结构,碳氮均匀分布在Li4Ti5O12的表面;经过电化学测试,其中LTCN4的倍率性能最好,在0.5 C、1 C、2 C和5C的放电比容量分别为165.5、160.8、146.9和101.5 mAh/g,经过100次循环后,LTCN4在2C、5C下分别从147.6、102.5 mAh/g降到144.1、101.5 mAh/g,容量保持率分别为98％、99％.     

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。     

Li4Ti5O12及其在锂离子动力电池中的应用前景

介绍了钦酸锂(Li4Ti5O12)的结构和特性,详细介绍了Li4Ti5O12的充放电特性、循环性能、倍率性能和低温性能.作为一种新型锂离子电池负极材料,尖晶石型Li4Ti5O12具有使用寿命长、低温性能好、安全性高等特点,适合在混合动力汽车和电动汽车上应用,但比容量、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...     

电极材料Li4Ti5O12制备方法研究进展

电极材料Li_4Ti_5O_(12)是一种具有零应变性质的负极材料,电化学性能十分优异,是锂离子电池负极材料的研究热点之一。制备Li_4Ti_5O_(12)材料的方法除了传统的高温固相合成法,还有溶胶-凝胶法、水热(溶剂热)法、高能球磨法、微波法和喷雾干燥法等。综述了近几年来Li_4Ti_5O_(12)制备方法的研究进展。     

Li4Ti5O12的合成及其性能研究

用固相法制备了尖晶石Li4Ti5O12,用X射线衍射(XRD)对样品进行了表征.采用恒电流充放电、循环伏安法(CV)、电化学交流阻抗频谱(EIS)技术对Li4Ti5O12体系进行电化学性能测试.首次放电比容量达到163.1 mAh/g,库仑效率达97.5%.经过60次充放电循环之后,容量衰减仅为4.4%.结果表明,Li4Ti5O12是一种循环性能优良的锂离子蓄电池负极材料,可改善锂离子蓄电池的安全和循环性能.     

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%。