纳米级Li 4 Ti 5 O 12 负极材料的制备及其输运特性研究

发布时间：2024-06-02 01:10

　　尖晶石型钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)作为锂离子的负极材料,具有结构稳定,循环性能良好等优点,但是Li₄Ti₅O₁₂的离子电导率和电子电导率较低,因此在高倍率充放电时电化学性能较差,严重影响其在储能领域的实际应用。本文采用溶胶凝胶法制备了纳米Li₄Ti₅O₁₂,通过分析Li₄Ti₅O₁₂样品纯度、形貌特征、晶粒尺寸以及Li₄Ti₅O₁₂样品的电导率和电化学性能,确定合成Li₄Ti₅O₁₂样品最佳的煅烧条件。在系统研究Li₄Ti₅O₁₂本征输运特性的基础上,通过碳包覆改性改善Li₄Ti₅O

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 锂离子电池概述
        1.1.1 锂离子电池的发展史
        1.1.2 锂离子电池工作原理
    1.2 锂离子电池负极材料
        1.2.1 金属锂及其合金
        1.2.2 碳基负极材料
        1.2.3 其他负极材料
        1.2.4 锂钛氧负极材料
    1.3 尖晶石结构Li₄Ti₅O₁₂的研究现状
        1.3.1 Li₄Ti₅O₁₂的结构
        1.3.2 尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的制备
        1.3.3 尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的改性研究
    1.4 论文研究意义及主要研究内容
第2章 实验方法
    2.1 材料制备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 制备设备
        2.1.3 材料制备
    2.2 扣式电池组装
        2.2.1 极片制备
        2.2.2 电池组装
    2.3 结构测试
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 充放电测试
        2.4.2 交流阻抗测试(EIS)
        2.4.3 循环伏安测试(CV)
        2.4.4 动电位扫描测试(DPS)
第3章 工艺条件对Li₄Ti₅O₁₂本征材料和Li₄Ti₅O₁₂/C材料结构的影响
    3.1 煅烧温度对Li₄Ti₅O₁₂样品结构的影响
        3.1.1 XRD分析
        3.1.2 SEM分析
    3.2 煅烧时间对Li₄Ti₅O₁₂样品结构的影响
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 SEM分析
    3.3 Li与 Ti不同摩尔比对Li₄Ti₅O₁₂样品结构的影响
    3.4 Li₄Ti₅O₁₂/C碳包覆条件的优化
        3.4.1 碳源的影响
        3.4.2 煅烧温度的影响
        3.4.3 煅烧时长的影响
        3.4.4 碳包覆量的影响
    3.5 形貌分析
    3.6 本章小结
第4章 Li₄Ti₅O₁₂材料的输运特性及电化学性能研究
    4.1 煅烧温度对Li₄Ti₅O₁₂本征样品输运特性的影响
        4.1.1 交流阻抗分析
        4.1.2 动电位扫描分析
    4.2 煅烧时间对Li₄Ti₅O₁₂本征样品输运特性的影响
        4.2.1 交流阻抗分析
        4.2.2 动电位扫描分析
    4.3 Li₄Ti₅O₁₂样品的电化学性能分析
        4.3.1 煅烧条件对锂离子扩散系数的影响
        4.3.2 充放电分析
        4.3.3 倍率性能分析
        4.3.4 循环性能分析
    4.4 本章小结
第5章 Li₄Ti₅O₁₂/C材料的输运特性及电化学性能分析
    5.1 碳源的影响
    5.2 碳包覆量的影响
    5.3 煅烧温度的影响
    5.4 煅烧时间的影响
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3986639