現(xiàn)有的高能量密度的負極材料體系在嵌脫鋰過程中體積變化較大,因而鋰電池的體積膨脹和循環(huán)壽命短成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界一直致力于解決的問題。作為鋰電池負極材料,Li₄Ti₅O₁₂（LTO）在充放電過程中體積變化微乎其微,這種“零應(yīng)變”性能使其具有穩(wěn)定的循環(huán)能力和超長的循環(huán)壽命。然而Li₄Ti₅O₁₂的導(dǎo)電性較差、理論比容量較低,嚴重限制了其在大電流下的性能。本文采用溶膠-凝膠法制備鈦酸鋰,并通過XRD及電化學(xué)測試對其原料配比、合成溫度、煅燒時間等條件進行了探究分析,確定合成Li₄Ti₅O₁₂材料的適宜條件:鋰鈦摩爾比為0.84、700°C下保溫6 h。純相LTO在1 C下的首次放電比容量為171.34 mAh/g。以提升鈦酸鋰可逆容量為出發(fā)點,選用Fe³⁺、Al³⁺和Cr³⁺摻雜取代B位Ti⁴⁺,通過測試探討離子摻... 

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池概述
    1.2 鋰離子電池組成
    1.3 尖晶石型Li_4Ti_5O_(12)材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 選題意義與研究內(nèi)容
第二章 主要實驗藥品、儀器和測試方法
    2.1 實驗藥品和儀器
    2.2 物理性能測試
    2.3 電化學(xué)性能測試
第三章 溶膠凝膠法合成Li_4Ti_5O_(12)及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 電極材料的制備
    3.3 制備條件對Li_4Ti_5O_(12)材料的影響
    3.4 Li_4Ti_5O_(12)的電化學(xué)性能分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 離子摻雜鈦酸鋰的測試結(jié)果及電化學(xué)分析
    4.1 引言
    4.2 電極材料的制備
    4.3 不同離子摻雜樣品的電化學(xué)測試及分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 碳包覆對鈦酸鋰性能的影響
    5.1 引言
    5.2 電極材料的制備
    5.3 不同碳源對Li_4Ti_5O_(12)材料的電化學(xué)性能影響
    5.4 不同碳量對Li_4Ti_5O_(12)樣品的性能影響對比
    5.5 LTO與LTO/C性能對比
    5.6 本章小結(jié)
第六章 溶膠凝膠法合成Cr~(3+)摻雜的Li_4Ti_5O_(12)/C負極材料
    6.1 引言
    6.2 電極材料的制備
    6.3 LTCrO/C樣品的結(jié)構(gòu)和形貌分析
    6.4 LTO、LTCrO、LTO/C及LTCrO/C樣品的電化學(xué)性能對比
    6.5 LTCrO/C樣品的大倍率性能分析
    6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]化學(xué)氣相沉積制備硅碳材料及其性質(zhì)研究[J]. 宋英杰,伏萍萍,馬倩倩,徐寧.  化工管理. 2018(30)
[2]水熱法制備鋰離子二次電池用球形Li4Ti5O12負極材料及其電化學(xué)性能[J]. 閆慧,其魯,張鼎,王正德,劉云穎,王曉霞,朱鐵勇.  無機材料學(xué)報. 2016(11)
[3]《鋰電池和鋰離子電池中的電解質(zhì)》[J]. 章宗穰.  電化學(xué). 2015(03)
[4]鈦酸鋰表面碳包覆改性研究進展[J]. 張寧,劉永暢,陶占良,陳軍.  表面技術(shù). 2015(01)
[5]石墨烯改善鋰離子電池正極材料LiCoO2電化學(xué)性能的研究[J]. 鄧凌峰,余開明.  功能材料. 2014(S2)
[6]不同取代位摻雜對Li4Ti5O12結(jié)構(gòu)及性能的影響[J]. 黃昭,王丹,張春明,何丹農(nóng).  化學(xué)進展. 2014(12)
[7]水系鋰離子電池研究進展[J]. 張路丹,余愛水.  新材料產(chǎn)業(yè). 2014(11)
[8]鋰離子電池極化電壓特性分析[J]. 姚雷,王震坡.  北京理工大學(xué)學(xué)報. 2014(09)
[9]鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的研究進展[J]. 王保峰,曹杰,譚茂,劉宇.  材料導(dǎo)報. 2013(S2)
[10]溫度及放電倍率對電池性能影響的實驗研究[J]. 姜翠娜,李紅,羅玉濤,謝斌,何小顫.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2013(09)

博士論文
[1]尖晶石型鋰離子電池負極材料的電化學(xué)性能及石墨SEI膜的成分研究[D]. 潘越.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[2]廢舊鋰離子電池正極材料回收再利用研究[D]. 姚路.河南師范大學(xué) 2016
[3]Li4Ti5O12的摻雜和表面包覆改性研究[D]. 武洪彬.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]鋰離子電池用鈦酸鋰負極材料及5V鎳錳酸鋰正極材料的合成與改性研究[D]. 張新龍.中南大學(xué) 2012
[5]動力鋰離子電池電極材料的制備及性能研究[D]. 王茹英.北京化工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]鋰離子電池正極材料LiMn2O4的制備改性及其電化學(xué)性能的研究[D]. 岳凱強.長春工業(yè)大學(xué) 2016
[2]離子液體在鋰離子電池電解質(zhì)中的應(yīng)用[D]. 王歡.沈陽理工大學(xué) 2016
[3]鋰離子電池負極材料改性Li4Ti5O12的制備與電化學(xué)性能研究[D]. 艾克拜爾江·沙吾提.新疆大學(xué) 2014
[4]高振實密度多孔鈦酸鋰微球的合成工藝及其性能研究[D]. 賈振永.蘇州大學(xué) 2014
[5]高倍率Li4Ti5O12負極材料的制備及碳包覆研究[D]. 郭鑫.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[6]幾種鋰電池納米電極材料的制備與電化學(xué)性能研究[D]. 王瑗鐘.中北大學(xué) 2013
[7]鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的制備及電化學(xué)性能研究[D]. 賈普琦.東北大學(xué) 2013
[8]鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12的制備及其改性研究[D]. 周燕.廣東工業(yè)大學(xué) 2013
[9]鋰離子電池負極材料Li4Ti5O12-x/C的制備及性能表征[D]. 李劼.廣西大學(xué) 2013
[10]熔鹽法制備鋰電池負極材料鈦酸鋰的研究[D]. 李詩妍.華東理工大學(xué) 2013



本文編號：3706671