锂离子电池负极材料LiFeTiO 4 /C的制备及其电化学性能
发布时间：2021-03-07 11:29
以Li2CO3、Fe2O3和TiO2为原料,葡萄糖为碳源,采用高温固相法合成了锂离子电池LiFeTiO4/C复合材料。采用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）等手段对材料的晶体结构和形貌进行了表征,通过恒流充放电、循环伏安（CV）和交流阻抗对材料的电化学性能进行了测试。结果表明,碳包覆后的LiFeTiO4负极材料循环性能优于未经碳包覆的材料。在室温下,充放电倍率为0.5C时,LiFeTiO4/C负极材料的首次放电比容量为327.8 m Ah/g,循环50周后仍保持在308.3 m Ah/g。
【文章来源】：矿冶工程. 2016,36(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
样品XＲD图谱
?鸬?;621cm－1为Ti—O—Ti的伸缩振动峰，485cm－1属于Fe—O键的弯曲振动峰。3430cm－1为—OH的伸缩振动峰(主要是材料吸收空气中的水分而引起的);1709cm－1为—C?O伸缩振动峰，1609cm－1为C?C的伸缩振动峰，1430cm－1为—CH3的不对称弯曲振动峰［2］;1709、1609、1430cm－1吸收峰均为葡萄糖碳化后生成官能团的吸收峰;597cm－1为Ti—O—Ti的伸缩振动峰［3－4］，478cm－1属于Fe—O键的弯曲振动峰［5］。这些红外吸收峰的出现表明合成了LiFeTiO4/C复合材料。图2LiFeTiO4/C的红外谱图为了探究碳包覆对尖晶石结构LiFeTiO4材料电化学性能的影响，将LiFeTiO4和LiFeTiO4/C两种负极材料分别在室温(25℃)、充电倍率0．5C、电压范围0．02～3．5V条件下进行了电化学性能测试，结果如图3所示。由图3可知，在相同测试条件下，LiFeTiO4/C材料的电化学性能明显优于LiFeTiO4材料。在0．5C倍率下，尖晶石结构LiFeTiO4材料首周放电容量为239．4mAh/g，循环50周后放电容量保持在230mAh/g;LiFeTiO4/C复合材料的首周放电容量达327．8mAh/g，循环50周后稳定在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间，有助于限制颗粒的生长和颗粒间的团聚，可以缩短锂离子的扩散路径，有利于锂离子在LiFeTiO4材料中的嵌入和脱出，从而提升其电化学性能［6－9］。图3样品电化学性能图4为LiFeTiO4/C负极材料的TEM图。从图4可以清晰地看到，700℃/8h合成的LiFeTiO4/C负极材料粒径较大，分布不均匀;如图4(b)所示，图中较明亮的部分为LiFeTiO4外面包覆着一层碳膜。葡萄糖在烧结过程中碳化形成一层薄薄的碳膜包覆在材料的第
m－1为—CH3的不对称弯曲振动峰［2］;1709、1609、1430cm－1吸收峰均为葡萄糖碳化后生成官能团的吸收峰;597cm－1为Ti—O—Ti的伸缩振动峰［3－4］，478cm－1属于Fe—O键的弯曲振动峰［5］。这些红外吸收峰的出现表明合成了LiFeTiO4/C复合材料。图2LiFeTiO4/C的红外谱图为了探究碳包覆对尖晶石结构LiFeTiO4材料电化学性能的影响，将LiFeTiO4和LiFeTiO4/C两种负极材料分别在室温(25℃)、充电倍率0．5C、电压范围0．02～3．5V条件下进行了电化学性能测试，结果如图3所示。由图3可知，在相同测试条件下，LiFeTiO4/C材料的电化学性能明显优于LiFeTiO4材料。在0．5C倍率下，尖晶石结构LiFeTiO4材料首周放电容量为239．4mAh/g，循环50周后放电容量保持在230mAh/g;LiFeTiO4/C复合材料的首周放电容量达327．8mAh/g，循环50周后稳定在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间，有助于限制颗粒的生长和颗粒间的团聚，可以缩短锂离子的扩散路径，有利于锂离子在LiFeTiO4材料中的嵌入和脱出，从而提升其电化学性能［6－9］。图3样品电化学性能图4为LiFeTiO4/C负极材料的TEM图。从图4可以清晰地看到，700℃/8h合成的LiFeTiO4/C负极材料粒径较大，分布不均匀;如图4(b)所示，图中较明亮的部分为LiFeTiO4外面包覆着一层碳膜。葡萄糖在烧结过程中碳化形成一层薄薄的碳膜包覆在材料的第2期田华玲等:锂离子电池负极材料LiFeTiO1054/C的制备及其电化学性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]富锂锰基材料Li1.35[Ni0.35Mn0.65]O2+y的合成与电化学性能研究[J]. 周春仙,廖达前,习小明,郭忻,何杜,周勤俭. 矿冶工程. 2015(03)
[2]纳米LiMnPO4/C复合材料的制备及其电化学性能研究[J]. 汪燕鸣,王飞,朱丽丽,周永红. 化工新型材料. 2013(06)
[3]LiFePO4固相碳热合成法研究[J]. 乐斌,唐子龙,张中太. 稀有金属材料与工程. 2007(S1)
[4]锂离子电池用Li4Ti5O12-碳复合材料的制备与电化学性能[J]. 何则强,刘文萍,熊利芝,陈上,吴显明,樊绍兵. 无机化学学报. 2007(04)
本文编号：3069003
【文章来源】：矿冶工程. 2016,36(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
样品XＲD图谱
?鸬?;621cm－1为Ti—O—Ti的伸缩振动峰，485cm－1属于Fe—O键的弯曲振动峰。3430cm－1为—OH的伸缩振动峰(主要是材料吸收空气中的水分而引起的);1709cm－1为—C?O伸缩振动峰，1609cm－1为C?C的伸缩振动峰，1430cm－1为—CH3的不对称弯曲振动峰［2］;1709、1609、1430cm－1吸收峰均为葡萄糖碳化后生成官能团的吸收峰;597cm－1为Ti—O—Ti的伸缩振动峰［3－4］，478cm－1属于Fe—O键的弯曲振动峰［5］。这些红外吸收峰的出现表明合成了LiFeTiO4/C复合材料。图2LiFeTiO4/C的红外谱图为了探究碳包覆对尖晶石结构LiFeTiO4材料电化学性能的影响，将LiFeTiO4和LiFeTiO4/C两种负极材料分别在室温(25℃)、充电倍率0．5C、电压范围0．02～3．5V条件下进行了电化学性能测试，结果如图3所示。由图3可知，在相同测试条件下，LiFeTiO4/C材料的电化学性能明显优于LiFeTiO4材料。在0．5C倍率下，尖晶石结构LiFeTiO4材料首周放电容量为239．4mAh/g，循环50周后放电容量保持在230mAh/g;LiFeTiO4/C复合材料的首周放电容量达327．8mAh/g，循环50周后稳定在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间，有助于限制颗粒的生长和颗粒间的团聚，可以缩短锂离子的扩散路径，有利于锂离子在LiFeTiO4材料中的嵌入和脱出，从而提升其电化学性能［6－9］。图3样品电化学性能图4为LiFeTiO4/C负极材料的TEM图。从图4可以清晰地看到，700℃/8h合成的LiFeTiO4/C负极材料粒径较大，分布不均匀;如图4(b)所示，图中较明亮的部分为LiFeTiO4外面包覆着一层碳膜。葡萄糖在烧结过程中碳化形成一层薄薄的碳膜包覆在材料的第
m－1为—CH3的不对称弯曲振动峰［2］;1709、1609、1430cm－1吸收峰均为葡萄糖碳化后生成官能团的吸收峰;597cm－1为Ti—O—Ti的伸缩振动峰［3－4］，478cm－1属于Fe—O键的弯曲振动峰［5］。这些红外吸收峰的出现表明合成了LiFeTiO4/C复合材料。图2LiFeTiO4/C的红外谱图为了探究碳包覆对尖晶石结构LiFeTiO4材料电化学性能的影响，将LiFeTiO4和LiFeTiO4/C两种负极材料分别在室温(25℃)、充电倍率0．5C、电压范围0．02～3．5V条件下进行了电化学性能测试，结果如图3所示。由图3可知，在相同测试条件下，LiFeTiO4/C材料的电化学性能明显优于LiFeTiO4材料。在0．5C倍率下，尖晶石结构LiFeTiO4材料首周放电容量为239．4mAh/g，循环50周后放电容量保持在230mAh/g;LiFeTiO4/C复合材料的首周放电容量达327．8mAh/g，循环50周后稳定在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间，有助于限制颗粒的生长和颗粒间的团聚，可以缩短锂离子的扩散路径，有利于锂离子在LiFeTiO4材料中的嵌入和脱出，从而提升其电化学性能［6－9］。图3样品电化学性能图4为LiFeTiO4/C负极材料的TEM图。从图4可以清晰地看到，700℃/8h合成的LiFeTiO4/C负极材料粒径较大，分布不均匀;如图4(b)所示，图中较明亮的部分为LiFeTiO4外面包覆着一层碳膜。葡萄糖在烧结过程中碳化形成一层薄薄的碳膜包覆在材料的第2期田华玲等:锂离子电池负极材料LiFeTiO1054/C的制备及其电化学性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]富锂锰基材料Li1.35[Ni0.35Mn0.65]O2+y的合成与电化学性能研究[J]. 周春仙,廖达前,习小明,郭忻,何杜,周勤俭. 矿冶工程. 2015(03)
[2]纳米LiMnPO4/C复合材料的制备及其电化学性能研究[J]. 汪燕鸣,王飞,朱丽丽,周永红. 化工新型材料. 2013(06)
[3]LiFePO4固相碳热合成法研究[J]. 乐斌,唐子龙,张中太. 稀有金属材料与工程. 2007(S1)
[4]锂离子电池用Li4Ti5O12-碳复合材料的制备与电化学性能[J]. 何则强,刘文萍,熊利芝,陈上,吴显明,樊绍兵. 无机化学学报. 2007(04)
本文编号：3069003
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