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...     

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.     

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.     

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     

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。     

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℃。     

Li4Ti5O12/C复合材料的合成及性能研究

以醋酸锂(LiAc)和二氧化钛(TiO2)为主要原料,H2c2O4为还原剂,柠檬酸为配位剂及碳源,采用流变相反应法合成了Li4Ti5O12/C复合材料.采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)对合成材料的晶体结构和微观形貌进行表征,采用恒流充放电系统及交流阻抗测试法对合成材料的电化学性能进行了测试,结果表明:该方法合成的Li4Ti5O12/C复合材料在粒径、高倍率充放电性能及循环稳定性等方面都优于相同方法合成的纯相锂钛尖晶石(Li4Ti5O12).     

Li4Ti5O12的合成及性能研究

采用固相反应合成出锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)。考察了两种原料混合方法以及掺杂石墨对产品性能的影响。对产品进行了XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)及电化学性能测试研究。结果表明,球磨混合原料的方法制备出的Li4Ti5O12颗粒更均匀,具有更好的电化学性能;掺杂石墨后,产品的大电流充放电性能得到改善。     

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℃。     

电极材料Li_4Ti_5O_(12)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。     

钛酸锂材料蓄电池低温性能

采用纳米级钛酸锂材料作为负极材料,研究了不同导电剂对电极电导率的影响,并制备了10 Ah锂离子蓄电池,工作电压2.4 V,可以在低温-55℃1C放电,在-40℃1C充电,同时蓄电池显示出良好的倍率放电性能.相比传统的碳材料负极的锂离子蓄电池体系,低温放电性能更好,并且具有优良的低温充电特性.     

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。     

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。     

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。     

锂离子电池负极材料钛酸锂的研究进展

介绍了锂离子电池负极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)的晶体结构、嵌锂特性、制备方法及掺杂改性的研究现状.Li4Ti5O12的电位为1.56 V(vs.Li),理论比容量为175 mAh/g,实际比容量约为165 mAh/g,在Li 嵌脱的过程中,结构几乎不发生改变.固相反应法和溶胶-凝胶法是目前主要的制备方法.通过掺杂,使材料的导电性有所改善,但不理想.振实密度低是商品化的主要障碍.     

锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)研究进展

尖晶石型结构的钛酸锂是一种"零应变"材料,循环性能优良,充放电电压稳定,是最有应用价值的锂离子电池负极材料之一。介绍了钛酸锂材料的研究发展历程,晶体结构特点;综述了钛酸锂的几种制备方法,并对钛酸锂的掺杂改性进行了探讨和概述,提出了目前存在的问题并对其前景进行了展望。     

锂离子电池负极材料Li4Ti5O12的研究概况

对近10年来锂离子电池负极材料Li4 Ti5 O(12)研究概况如结构、合成方法、改性、应用等方面情况进行综述,以期在Li4Ti5012的商业化应用研究方面提供帮助,实现一些技术突破,为Li4Ti5O12早日应用于动力锂离子电池上做一些探索.