發(fā)布時(shí)間：2018-03-02 07:25

  本文關(guān)鍵詞： Li_4Ti_5O_(12) 水熱法 石墨烯 Li_4Ti_5O_(12)/Ag復(fù)合材料 摻雜　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鋰離子電池由于具有能量密度高、無記憶效應(yīng)、安全性高等優(yōu)點(diǎn)不僅被廣泛應(yīng)用在便攜式電子設(shè)備中,也正逐步走向混合動力汽車、大型儲能設(shè)備等領(lǐng)域。鈦酸鋰因其循環(huán)性能好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,被認(rèn)為是一種有前景的鋰離子電池負(fù)極材料。在本論文中,通過液相法成功制備了鈦酸鋰材料,并通過離子摻雜(Na+、Zr4+)和包覆導(dǎo)電性材料(Ag、石墨烯)來彌補(bǔ)Li4Ti5O12的固有缺陷,主要結(jié)論如下:1.通過水熱法成功制備了鈦酸鋰材料;在700℃煅燒8 h得到的Li4Ti5O12具有較高的純度和結(jié)晶度,在0.2 C時(shí)其放電比容量達(dá)到167.4 mAh/g。此外,通過Na摻雜得到了Li4-xNax Ti5O12樣品,XRD結(jié)果表明所有樣品仍為尖晶石結(jié)構(gòu);其中,Li3.9Na0.1Ti5O12樣品具有最高的比容量,在1 C時(shí)比容量達(dá)到153.4 mAh/g,循環(huán)40次后容量維持在136.8 mAh/g,容量保持率為89.17%。2.通過溶劑熱法得到了Li3.9Na0.1Ti5O12/石墨烯復(fù)合材料,石墨烯片層均勻分布在Li3.9Na0.1Ti5O12顆粒間,使復(fù)合材料具有較高的電子遷移率。電化學(xué)測試表明該電極(3 wt%GO)具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和較高的比容量,在1 C時(shí)比容量達(dá)到158.8 mAh/g,循環(huán)40次后比容量依然維持在146.3 mAh/g。此外,通過無電沉積法在鈦酸鋰中引進(jìn)了細(xì)小的Ag微粒,大大提高了材料的導(dǎo)電性,結(jié)果表明Li4Ti5O12/Ag電極具有良好的電化學(xué)性能。3.通過溶劑熱法成功制取了納米級Li4Ti5-xZrxO12樣品,避免了鈦酸丁酯與水的快速水解。XRD結(jié)果表明部分摻雜的Zr原子進(jìn)入了Li4Ti5O12晶格中,但沒有改變其尖晶石的晶體結(jié)構(gòu)。Li4Ti4.9Zr0.1O12樣品比純相Li4Ti5O12具有更高的儲鋰容量和更好的循環(huán)穩(wěn)定性,在0.5 C時(shí)其放電比容量為171.1 mAh/g,接近理論比容量175 mAh/g,循環(huán)40次后容量保持率仍為92.11%。4.通過“共水解”作用在600℃于氬氣環(huán)境中煅燒3 h得到了二維片層C-Li4Ti5O12復(fù)合材料,該材料具有較大的比表面積和良好的導(dǎo)電性。結(jié)果表明該材料具有較高的比容量,在0.5 C時(shí)放電比容量達(dá)到186.6 mAh/g,而且倍率性能優(yōu)異。此外,在C-Li4Ti5O12中引進(jìn)了高導(dǎo)電性石墨烯,有效提高了材料的電化學(xué)性能。
[Abstract]:Li-ion batteries are not only widely used in portable electronic devices, but also moving towards hybrid electric vehicles because of their advantages of high energy density, no memory effect and high safety. Lithium titanate is considered to be a promising anode material for lithium ion batteries due to its good cycling performance and stable structure. In this paper, lithium titanate was successfully prepared by liquid phase method. The inherent defects of Li4Ti5O12 were remedied by ion doping with Na _ (2 +) Zr _ (4) and coated conductive materials ((AgAggraphene)). The main conclusions were as follows: 1. Lithium titanate was successfully prepared by hydrothermal method. The Li4Ti5O12 obtained by calcination at 700 鈩，

本文編號：1555550