本文關(guān)鍵詞：基于二氧化鈦的鋰離子電池負(fù)極材料的制備及結(jié)構(gòu)性能研究　出處：《青島大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：目前,鋰離子電池因其電壓高、自放電率低、使用溫度范圍廣、低污染、安全性好等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。用作鋰離子電池負(fù)極材料的過渡金屬氧化物中,TiO_2具有安全、無毒、豐富的儲量以及電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),是一種具有潛力的鋰離子電池負(fù)極材料。然而,TiO_2具有相對較差的導(dǎo)電性。改善這一弊端的辦法有納米化,合成復(fù)合材料和金屬離子摻雜。本論文采用可再生的海藻酸鈉作為碳源,經(jīng)過高溫?zé)崽幚碇苽淞颂細(xì)饽z包覆的TiO_2納米纖維,考察了不同熱處理溫度下復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)組成和電化學(xué)性能。探討了制備工藝、結(jié)構(gòu)組成和電化學(xué)性能之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明,復(fù)合材料結(jié)構(gòu)組成是由銳鈦礦和TiO_2(B)兩種晶相組成的TiO_2納米纖維被碳?xì)饽z均勻包覆。電流密度為335 m A g-1時(shí),首圈放電比容量為513.1 m Ah g-1,400圈后可逆容量仍可達(dá)到370 m Ah g-1,為初始容量的72%。該合成過程選擇可以從褐藻中提取出的海藻酸鈉為碳源,環(huán)保且健康無毒,制備工藝簡單新穎。另外,本論文通過浸漬摻雜的方法,制備了錫離子摻雜的TiO_2納米纖維,并對其作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能作了測試。此方法簡單、新穎、無毒且環(huán)境友好。摻雜后的二氧化鈦具有纖維形貌,直徑約為50~100 nm。電化學(xué)測試結(jié)果表明材料的電化學(xué)性能與摻雜含量有關(guān)。當(dāng)錫離子離子和TiO_2納米纖維比例為1/15時(shí),其具有比較優(yōu)異的電化學(xué)性能。其在電流密度為100 m A g-1下,100圈時(shí)可逆容量可達(dá)到220 m Ah g-1。在電流密度為2000 m A g-1時(shí),也具有180 m Ah g-1的比容量,且比容量保持率接近100%。另外,我們采用上述方法制備了銅離子摻雜二氧化鈦復(fù)合材料。研究結(jié)果表明,當(dāng)銅離子和TiO_2納米纖維比例為1/15時(shí),復(fù)合材料具有較好的電化學(xué)性能。其在電流密度為100 m A g-1下,100圈時(shí)可逆容量可達(dá)到180m Ah g-1。在電流密度為2000 m A g-1下,也具有150 mAh g-1的比容量,且比容量保持率接近100%。兩個(gè)體系研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),錫離子和銅離子摻雜后材料的導(dǎo)電性在不改變材料的體積能量密度前提下都得到了明顯改善,材料的電化學(xué)性能得到了一定程度的提高。
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O614.411;TM912

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本文編號：1317135