锂离子电池二氧化钛负极材料掺杂改性及电化学行为研究

发布时间：2018-03-19 04:01

  本文选题：锂离子电池　切入点：二氧化钛　出处：《辽宁大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：动力型电池是未来电动车技术的核心部分,二氧化钛在作为动力型锂离子电池的负极材料方面具有非常大的潜力。二氧化钛具有嵌锂时体积应变小,嵌锂电位高,不形成固体钝化膜等优点。但是二氧化钛的导电性不好,限制了锂离子的扩散和电子的传导,限制了材料的循环稳定性和容量。纳米二氧化钛材料具有更好的导电性和锂离子扩散性能。本文研究的主要内容是通过制备过渡金属掺杂的纳米二氧化钛材料,改善材料的比容量和循环性能。本文采用过渡金属盐和钛酸正四丁酯等原料制备了Co2+离子掺杂和Fe2+Co2+离子共掺杂的纳米锐钛矿型二氧化钛材料。然后把制备的材料在不同温度下进行热处理。制备的材料具有很小的粒径尺寸和均匀的粒径分布。在600℃下热处理的Co2+离子掺杂二氧化钛材料具有最长的放电平台,在300℃下热处理的Co2+离子掺杂材料在0.1C具有最大的初次放电容量,达到350m Ah/g。掺杂Co2+离子后,材料具有更好的倍率性能,在1C时的放电容量与起始放电倍率无关。Fe2+Co2+离子共掺杂Ti O2材料在600℃下热处理后,在0.1C具有445 m Ah/g的初次放电容量,但是容量衰减很大。本文还采用钛酸正四丁酯为钛源,2-乙基咪唑为还原剂,通过部分还原的方法制备了Ti3+掺杂的纳米锐钛矿型二氧化钛材料。制备的材料导电性得到改善,具有更好的电化学性能,在1C的放电容量达到120m Ah/g。还采用更为简单的真空活化法,制备了Ti3+掺杂的P25,材料的导电性也有所提高,但是Ti3+掺杂的P25的电化学性能较纳米锐钛矿型材料差。
[Abstract]:Power battery is the core of electric vehicle technology in the future. Titanium dioxide has great potential as anode material of power lithium ion battery. Titanium dioxide has small volume strain and high lithium intercalation potential in lithium intercalation. No solid passivation film is formed, but the conductivity of titanium dioxide is poor, which limits the diffusion of lithium ion and the conduction of electrons. Nano titanium dioxide has better electrical conductivity and lithium ion diffusion properties. The main content of this paper is to prepare transition metal-doped nano-TiO _ 2 materials. In this paper, nano-anatase TIO _ 2 materials doped with Co2 ion and Fe2 Co2 ion were prepared by using transition metal salt and tetrabutyl titanate. The material is heat-treated at different temperatures. The prepared material has a very small particle size and a uniform particle size distribution. The Co2 ion doped titanium dioxide material heat-treated at 600 鈩，

本文编号：1632707