以Li₂CO₃、Fe₂O₃和TiO₂為原料,葡萄糖為碳源,采用高溫固相法合成了鋰離子電池LiFeTiO₄/C復(fù)合材料。采用X射線衍射（XRD）、傅里葉紅外光譜（FTIR）、透射電子顯微鏡（TEM）等手段對材料的晶體結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征,通過恒流充放電、循環(huán)伏安（CV）和交流阻抗對材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了測試。結(jié)果表明,碳包覆后的LiFeTiO₄負(fù)極材料循環(huán)性能優(yōu)于未經(jīng)碳包覆的材料。在室溫下,充放電倍率為0.5C時(shí),LiFeTiO₄/C負(fù)極材料的首次放電比容量為327.8 m Ah/g,循環(huán)50周后仍保持在308.3 m Ah/g。 

【文章來源】：礦冶工程. 2016,36(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

樣品XＲD圖譜

?鸕?;621cm－1為Ti—O—Ti的伸縮振動峰，485cm－1屬于Fe—O鍵的彎曲振動峰。3430cm－1為—OH的伸縮振動峰(主要是材料吸收空氣中的水分而引起的);1709cm－1為—C?O伸縮振動峰，1609cm－1為C?C的伸縮振動峰，1430cm－1為—CH3的不對稱彎曲振動峰［2］;1709、1609、1430cm－1吸收峰均為葡萄糖碳化后生成官能團(tuán)的吸收峰;597cm－1為Ti—O—Ti的伸縮振動峰［3－4］，478cm－1屬于Fe—O鍵的彎曲振動峰［5］。這些紅外吸收峰的出現(xiàn)表明合成了LiFeTiO4/C復(fù)合材料。圖2LiFeTiO4/C的紅外譜圖為了探究碳包覆對尖晶石結(jié)構(gòu)LiFeTiO4材料電化學(xué)性能的影響，將LiFeTiO4和LiFeTiO4/C兩種負(fù)極材料分別在室溫(25℃)、充電倍率0．5C、電壓范圍0．02～3．5V條件下進(jìn)行了電化學(xué)性能測試，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，在相同測試條件下，LiFeTiO4/C材料的電化學(xué)性能明顯優(yōu)于LiFeTiO4材料。在0．5C倍率下，尖晶石結(jié)構(gòu)LiFeTiO4材料首周放電容量為239．4mAh/g，循環(huán)50周后放電容量保持在230mAh/g;LiFeTiO4/C復(fù)合材料的首周放電容量達(dá)327．8mAh/g，循環(huán)50周后穩(wěn)定在308．3mAh/g。由此表明，葡萄糖碳化后形成的碳膜包覆在材料表面和晶粒之間，有助于限制顆粒的生長和顆粒間的團(tuán)聚，可以縮短鋰離子的擴(kuò)散路徑，有利于鋰離子在LiFeTiO4材料中的嵌入和脫出，從而提升其電化學(xué)性能［6－9］。圖3樣品電化學(xué)性能圖4為LiFeTiO4/C負(fù)極材料的TEM圖。從圖4可以清晰地看到，700℃/8h合成的LiFeTiO4/C負(fù)極材料粒徑較大，分布不均勻;如圖4(b)所示，圖中較明亮的部分為LiFeTiO4外面包覆著一層碳膜。葡萄糖在燒結(jié)過程中碳化形成一層薄薄的碳膜包覆在材料的第

m－1為—CH3的不對稱彎曲振動峰［2］;1709、1609、1430cm－1吸收峰均為葡萄糖碳化后生成官能團(tuán)的吸收峰;597cm－1為Ti—O—Ti的伸縮振動峰［3－4］，478cm－1屬于Fe—O鍵的彎曲振動峰［5］。這些紅外吸收峰的出現(xiàn)表明合成了LiFeTiO4/C復(fù)合材料。圖2LiFeTiO4/C的紅外譜圖為了探究碳包覆對尖晶石結(jié)構(gòu)LiFeTiO4材料電化學(xué)性能的影響，將LiFeTiO4和LiFeTiO4/C兩種負(fù)極材料分別在室溫(25℃)、充電倍率0．5C、電壓范圍0．02～3．5V條件下進(jìn)行了電化學(xué)性能測試，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，在相同測試條件下，LiFeTiO4/C材料的電化學(xué)性能明顯優(yōu)于LiFeTiO4材料。在0．5C倍率下，尖晶石結(jié)構(gòu)LiFeTiO4材料首周放電容量為239．4mAh/g，循環(huán)50周后放電容量保持在230mAh/g;LiFeTiO4/C復(fù)合材料的首周放電容量達(dá)327．8mAh/g，循環(huán)50周后穩(wěn)定在308．3mAh/g。由此表明，葡萄糖碳化后形成的碳膜包覆在材料表面和晶粒之間，有助于限制顆粒的生長和顆粒間的團(tuán)聚，可以縮短鋰離子的擴(kuò)散路徑，有利于鋰離子在LiFeTiO4材料中的嵌入和脫出，從而提升其電化學(xué)性能［6－9］。圖3樣品電化學(xué)性能圖4為LiFeTiO4/C負(fù)極材料的TEM圖。從圖4可以清晰地看到，700℃/8h合成的LiFeTiO4/C負(fù)極材料粒徑較大，分布不均勻;如圖4(b)所示，圖中較明亮的部分為LiFeTiO4外面包覆著一層碳膜。葡萄糖在燒結(jié)過程中碳化形成一層薄薄的碳膜包覆在材料的第2期田華玲等:鋰離子電池負(fù)極材料LiFeTiO1054/C的制備及其電化學(xué)性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3069003